Prace statutowe - 2005 - O instytucie

Wykaz zadań działalności statutowej wykonanych w 2005 roku
SIECI INTELIGENCJI OTOCZENIA - ZINTEGROWANE SYSTEMY
TELEKOMUNIKACYJNE
1. Prace dotyczące systemów radiokomunikacyjnych trzeciej i następnych generacji w
szczególności dla potrzeb sieci inteligencji otoczenia
Opracowano dokument, w którym przedstawiono obecny i przewidywany zakres zastosowań
radiowych sieci lokalnych (WLAN, RLAN) i radiowych sieci osobistego otoczenia (WPAN).
Omówiono tematykę bieżących prac IEEE i opublikowane dokumenty z serii 802.11, dotyczące
radiowych sieci lokalnych. Opisano charakterystyki warstwy fizycznej i dostępu do medium
systemów zgodnych z normami z serii 802.11. Przedstawiono wymagania odnośnie parametrów
urządzeń wynikające z norm i zaleceń międzynarodowych oraz inne aspekty mające wpływ na
projektowanie sieci WLAN. Opisano zasady projektowania, planowania częstotliwości i warunki
kompatybilności. Podano praktyczne wskazówki dotyczące wyboru systemu, urządzeń i
informacje o dostępnych narzędziach wspomagających planowanie, testowanie i utrzymanie sieci.
Temat jest pierwszym etapem pracy, której kolejne etapy będą dotyczyć systemów stosowanych w
radiowych sieciach otoczenia osobistego, a docelowo systemów stosowanych w sieciach
sensorowych i sieciach inteligencji otoczenia.
Opracowany dokument może być podstawą do oferowania usługi polegającej na projektowaniu
pokrycia radiowego w sieciach WLAN wewnątrz i na zewnątrz budynków oraz jako przyczynek
do prac normalizacyjnych.
2. Badania szerokopasmowych radiowych systemów telekomunikacyjnych trzeciej i
kolejnych generacji dotyczące użycia nowych systemów szybkiej transmisji danych
W pracy przedstawiono stan wiedzy na temat rozwoju systemów szybkiej transmisji danych w
ruchomych i stacjonarnych szerokopasmowych radiowych systemach telekomunikacyjnych
trzeciej i kolejnych generacji, a zwłaszcza na temat uwarunkowań technicznych, oczekiwanych
funkcjonalności i stanu prac normalizacyjnych w USA i w Europie.
Przedstawiono stan obecny i tendencje rozwoju transmisji danych w systemach stosowanych
w radiowych sieciach komórkowych, a w szczególności systemów HSDPA i HSUPPA,
stanowiących kolejny etap ewolucji UMTS, których specyfikacje techniczne opracowuje 3GPP,
oraz systemów 1xEV-DO i 1xEV-DV z rodziny CDMA2000, których specyfikacje techniczne
opracowuje 3GPP2. Opisano możliwości systemów używanych obecnie oraz kierunki ich
rozwoju.
Przedstawiono tendencje rozwoju w zakresie stacjonarnych radiowych systemów dostępowych,
koncentrując uwagę na właściwościach systemów zdefiniowanych w publikacjach IEEE z serii
802.16 i opinie na temat systemu WiMAX. Opisano wykorzystanie tzw. hotspot, przygotowanych
do obsługi terminali wyposażonych w radiowy interfejs sieci lokalnej Wi-Fi.
Przewidziano wykorzystanie wyników pracy w zadaniach dotyczących wspomagania
Ministerstwa Transportu i Budownictwa, UKE oraz Laboratorium Badań Telekomunikacyjnych
IŁ-PIB.
3. Badania nad synchronizacją czasu i częstotliwości w systemach telekomunikacyjnych,
prace badawcze na rzecz wykorzystania dla telekomunikacji i teleinformatyki w Polsce
systemu nawigacyjnego Galileo
W 2005 roku realizowano zadanie Wykorzystanie naziemnych i satelitarnych (Galileo, GPS)
źródeł sygnałów wzorcowych częstotliwości i czasu dla potrzeb synchronizacji sieci
telekomunikacyjnych oraz lokalizowania wywołań alarmowych.
Omówiono teoretyczne podstawy do realizacji systemu synchronizacji i utrzymania jednolitego
czasu w sieciach telekomunikacyjnych oraz informatycznych. Szczegółowej i krytycznej analizie
poddano te elementy sieci transmisyjnych i systemów dystrybucyjnych znaków czasu, które mają
wpływ na powstawanie niedeterministycznych opóźnień czasu propagacji przenoszonych
sygnałów. Z zagadnień szczegółowych w pierwszej kolejności przedstawiono zasady
synchronizacji sygnałów taktujących i przesyłania sygnałów czasu w systemach
telekomunikacyjnych ze zwielokrotnieniem czasowym TDM, a ponadto mechanizm powstawania
znacznych skoków fazy w strumieniach 2 Mbit/s na skutek działania w sieciach SDH procesu
dopełniania. Oszacowano niedokładność czasu odtwarzanego w oparciu o przesyłane znaki czasu
w normalnych i ekstremalnych warunkach eksploatacyjnych. Omówiono korzyści wynikające ze
stosowania satelitarnych systemów nawigacyjnych GPS i Galileo.
Przeanalizowano zagadnienie przesyłania informacji o czasie w asynchronicznych sieciach
informatycznych, gdzie część pakietów może podlegać opóźnieniom o trudnej do określenia
wartości, a nawet zaginąć. Przedstawiono zasady przesyłania znaków czasu przy wykorzystaniu
sieciowych protokołów NTP i szczegółowo omówiono zasadę działania oraz możliwości
wykorzystania precyzyjnych protokołów czasu PTP, zdefiniowanych w standardzie IEEE 1588.
Jako przykład ważnego problemu, omówiono zagadnienie synchronizacji stacji bazowych telefonii
komórkowych w sieciach, w których wykorzystuje się wyłącznie transmisję pakietową IP oraz
możliwość alternatywnego do GPS wykorzystania w tym celu protokołów sieciowych PTP.
4. Efektywność odbiornika RAKE w interfejsie radiowym WCDMA/FDD systemu UMTS
(etap II)
Wynikiem pracy jest opracowanie składające się z pięciu rozdziałów, których zawartość
merytoryczną podano poniżej:
Rozdział 1 zawiera założenia i charakterystyki systemu UMTS oraz opis architektury i
środowiska pracy.
Rozdział 2 zawiera charakterystykę zjawisk występujących w szerokopasmowym kanale
radiokomunikacyjnym, definicje parametrów kanału, ważnych z punktu widzenia implementacji
równoważnego, dolnopasmowego modelu kanału. Podano również warunki transmisji
szerokopasmowej, istotne z punktu widzenia realizacji odbioru zbiorczego czasowego z użyciem
odbiornika RAKE. Ponadto zdefiniowano środowiska propagacyjne, zalecane przez ITU-R do
analizy matematycznej i badań symulacyjnych interfejsu radiowego systemu UMTS oraz
przedstawiono ich przykładowe charakterystyki.
W rozdziale 3 wyjaśniono metody przetwarzania sygnałów w interfejsie radiowym
WCDMA/FDD dla obu kierunków transmisji. W szczególności przedstawiono procesy kodowania
i dekodowania kanałowego, rozpraszania i skupiania widma sygnałów, skramblowania i
deskramblowania zespolonego, metody modulacji i detekcji sygnałów oraz mechanizm
dynamicznego sterowania mocą.
Rozdział 4 został poświęcony odbiorowi wielodrogowemu RAKE z odbiorem zbiorczym
czasowym i zawiera opis warunków odbioru zbiorczego w interfejsie radiowym WCDMA/FDD
oraz analizę metod estymacji odpowiedzi impulsowej kanału. Ponadto przedstawiono rozwiązanie
aplikacyjne adaptacyjnego odbiornika RAKE używanego do symulacyjnych badań jakości
transmisji w różnych warunkach operacyjnych.
W rozdziale 5 przedstawiono, opracowany przez autora, symulacyjny model systemu UMTS
pracującego w trybie FDD oraz określono warunki badań symulacyjnych. Następnie
przedstawiono i skomentowano wyniki przeprowadzonych badań symulacyjnych, których celem
było określenie efektywności dynamicznego sterowania mocą oraz estymacji odpowiedzi
impulsowej kanału, a także ich wpływu na jakość transmisji w standaryzowanych środowiskach
propagacyjnych, dla reprezentatywnych usług transmisji sygnałów mowy z szybkością 12,2 kb/s
oraz transmisji danych z szybkościami 64 kb/s i 144 kb/s. Ponadto zaprezentowano nowy
mechanizm dynamicznego sterowania mocą, sposób jego realizacji oraz wpływ na jakość
transmisji i pojemność interfejsu radiowego WCDMA/FDD.
5. Stan obecny i główne kierunki rozwoju radiokomunikacji morskiej
W pracy zaprezentowano wnioski wynikające z analizy dokumentów roboczych i oficjalnych IMO
oraz ITU-R, jako głównych organizacji decydujących o kształcie i kierunkach rozwoju
radiokomunikacji morskiej. Przeanalizowano także dokumenty wewnętrzne i oficjalne IMSO,
Inmarsat, Cospas-Sarsat, IALA, ETSI, raport EU dotyczące rozwoju radiokomunikacji morskiej
oraz czasopisma fachowe: IMO News, Via Inmarsat, Ocean Voice, Compuship itp.
2
Zaprezentowano strukturę radiokomunikacji morskiej w różnych jej aspektach oraz strukturę
organizacji i instytucji odpowiadających za radiokomunikację morską, tworzenie standardów,
budowanie nowych systemów itp. Przedstawiono również nowe, częściowo już wdrożone systemy
związane z Maritime Security: SSAS i LRIT.
Przewiduje się wykorzystanie wyników pracy dla podjęcia współpracy międzynarodowej z
organizacjami i instytucjami, udziałem w procesach standaryzacyjnych, udziałem w pracach
związanych z projektowaniem i przebudową stacji i sieci radiokomunikacji morskiej.
Zagadnienia przedstawione w pracy zostały opublikowane na dwóch konferencjach (krajowej i
międzynarodowej).
6. Prace badawczo-wdrożeniowe dotyczące zastosowań szerokopasmowych systemów PLC
w obszarze ostatniej mili
Zadanie 1. Przegląd stanu techniki, opracowanie wstępnych wymagań technicznoeksploatacyjnych koncepcji systemu PLC.
Praca jest pierwszym etapem działalności w tym zakresie i zawiera:
- przegląd stanu techniki w zakresie architektury i podstawowych parametrów technicznych
układów modemowych systemów InHousePLC,
- wstępne wymagania techniczno-eksploatacyjne oraz
- projekt koncepcyjny opracowywanego systemu.
W pracy rozpoznane zostały firmowe systemy InHosePLC. Obecnie na rynku jest dostępnych
wiele rozwiązań firmowych systemów InHousePLC, opartych na zintegrowanych układach
modemowych, głównie firm Intellon i DS2. Rozwiązania te są przystosowane do pracy wg
standardu PlugAndPlay, i jako takie umożliwiają prostą organizację środowiska sieci
komputerowej LAN, z protokołem komunikacyjnym 10BaseT lub 100BaseT, opartej na instalacji
elektrycznej w ramach pojedynczego mieszkania, czy też domku jednorodzinnego. Nie są
natomiast znane rozwiązania, integrujące takie mieszkaniowe sieci LAN w jedną większą sieć
budynkową, blokową, czy też biurową, ze wspólnym wyjściem do sieci internet, zrealizowanym
np. w oparciu o usługę typu NeoStrada z pełną przepływnością binarną, czy też inne techniki
dostępu szerokopasmowego, takie jak np. FITL, HFC, czy bezprzewodowe LMDS. W
rozwiązaniu takim, zarówno koszt przyłączenia szerokopasmowego do sieci internet, jak i koszt
późniejszych opłat abonamentowych może być rozdzielany pomiędzy mieszkańców domu
wielorodzinnego, czy też lokatorów klatki z bloku mieszkalnego. W pracy zaproponowano
innowacyjną architekturę i projekt koncepcyjny systemu, który oprócz redukcji kosztów
tworzenia i eksploatacji dostępu szerokopasmowego do sieci internet, co jest zbieżne ze strategią
rozwoju naszego Państwa i dyrektywami Unii Europejskiej, daje możliwość rozwoju tej
technologii w sposób bezkonfliktowy w odniesieniu do służb radiowych, wykorzystujących ten
sam zakres częstotliwości.
W ramach zadania powstała również oryginalna metoda wyznaczania macierzy transmitancji
zespolonych pomiędzy węzłami sieci HFCPN o zadanej topologii i infrastrukturze technicznej.
Zadanie 2. Projekt i realizacja szerokopasmowego dostępu do sieci internet dla budynków
wielorodzinnych, bloków mieszkalnych i obiektów użyteczności publicznej z użyciem
techniki PLC, opartej na produktach firmy Intellon
Etap 1. Wstępny projekt techniczny i model laboratoryjny systemu
Niniejsza praca jest częścią szerszych działań Instytutu, których celem jest stworzenie Krajowego
Centrum Kompetencji w zakresie szerokopasmowego dostępu abonenckiego, opartego na technice
PLC i liniach energetycznych niskiego napięcia. Centrum to prowadzić będzie działalność
badawczo-wdrożeniową, dotyczącą systemów PLC nowej generacji, a także działalność usługową
w zakresie testowania, planowania i nadzoru nad realizacją instalacji PLC w obszarze „ostatniej
mili”. Niniejsza praca dotyczy ostatniego odcinka tych instalacji, a mianowicie tzw. budynkowej,
szerokopasmowej platformy komunikacyjnej, opartej na instalacjach elektrycznych wewnątrzbudynkowych i technice InHousePLC. W ramach pracy została opracowana i zweryfikowana
oryginalna architektura wielokondygnacyjnego systemu łączności elektronicznej InHousePLC i
metoda rozprowadzania sygnałów tego systemu w instalacji elektrycznej budynków
wielorodzinnych i bloków mieszkalnych. Opracowano ponadto wstępny projekt techniczny
3
(obejmujący schematy elektryczne urządzeń wraz z opisem działania i wykazem podzespołów
elektronicznych) dla wszystkich elementów składowych opracowywanego systemu, takich jak:
sprzęgacz-separator, abonencki moduł komunikacyjny InHousePLC, stacja pośrednicząca
podporządkowana oraz stacja pośrednicząca główna, stanowiąca „bramę” do sieci WWW.
Następnie wykonano modele laboratoryjne wybranych krytycznych elementów systemu i
sprawdzono ich zakładaną funkcjonalność.
Wyniki pracy będą wykorzystane do opracowania projektu technicznego i urządzeń
prototypowych, wykorzystywanych do tworzenia platformy komunikacyjnej InHousePLC dla
zintegrowanego szerokopasmowego dostępu do sieci internet dla budynków wielorodzinnych,
bloków mieszkalnych i obiektów użyteczności publicznej (szkoły, urzędy, szpitale, itp.).
7. Badanie globalnych konwergentnych optycznych i bezprzewodowych sieci
szerokopasmowych – COST 273
Przeprowadzono analizę możliwości zastosowań oraz praktycznych realizacji systemów
radiokomunikacyjnych wykorzystujących anteny inteligentne. Skupiono się na zaletach systemu,
możliwościach, metodach i algorytmach kształtowania charakterystyki kierunkowej szyku
antenowego. Wykonano również analizę możliwości zastosowań nowych metod kształtowania
charakterystyki kierunkowej w paśmie 30 GHz.
Przeprowadzono rozpoznanie systemu identyfikacji bezprzewodowej (Radio Frequency
Identification), pod kątem możliwości zastosowania modelowania elektromagnetycznego
elementów promieniujących systemu. Opracowano algorytm alokacji usług czasu rzeczywistego,
w tym transmisji sygnału mikrofalowego i fali milimetrowej, oraz usług pakietowych w
hybrydowej sieci DWDM. Zdefiniowano parametry transmisyjne sieci konwergentnej DWDM dla
zróżnicowanych typów usług.
Kontynuowano we współpracy z UPC Barcelona badania nt. Gwarantowanie jakości usług
sieciowych (QoS) w pakietowych sieciach optycznych MPLS.
Analizowano nowatorskie źródła promieniowania oparte na heterostrukturach kryształów
fotonicznych dla potrzeb transmisji optycznej we współpracy z Białoruską Akademią Nauk w
Mińsku, określono nieliniowe wzmocnienie i bistabilność w heterostrukturach kryształów
fotonicznych.
Badano nowatorskie typy światłowodów – światłowody mikrostrukturalne, przebadano
właściwości pęków takich światłowodów. Zainicjowano studia w kierunku częstotliwości
pośrednich między mikrofalowymi/milimetrowymi oraz optyczną podczerwienią, tzw.
częstotliwości terahercowych.
8. Model użytkowy dwukierunkowego przekształtnika do współpracy z bateriami
akumulatorów
W ramach pracy wykonano model użytkowy dwukierunkowego urządzenia zasilającego.
Urządzenie ma umożliwiać przekazywanie energii napięcia stałego do sieci zasilającej 230VAC
(praca falownikowa), oraz przekazywanie energii z sieci zasilającej do systemu prądu stałego
50VDC (praca prostownikowa).
Praca jest kontynuacją zapoczątkowanych w latach poprzednich badań nad dwukierunkowym
urządzeniem zasilającym, integrującym w swojej obudowie funkcje dwóch istotnych podzespołów
w systemie zasilania, zespołu prostownikowego i falownika przekazującego energię prądu stałego
do elektroenergetycznej sieci zasilającej. W 2005 r. wykonano model użytkowy urządzenia
dwukierunkowego wraz z układem sterowania energoelektroniczną częścią mocy urządzenia
dwukierunkowego. Wykonano dwa oddzielne układy sterowania dwiema podstawowymi
funkcjami pracy układu t.j. przekazywaniem energii prądu stałego do elektroenergetycznej sieci
zasilającej 230VAC (praca falownikowa), oraz przekazywaniem energii z sieci zasilającej AC do
układu prądu stałego 50VDC (praca prostownikowa). Uzyskano pozytywne wyniki, które są
zachęcające do dalszej pracy nad układem, celem wdrożenia przekształtnika do produkcji.
Pozostały do wykonania kompletne badania urządzenia pod kątem kompatybilności
elektromagnetycznej.
4
9. Opracowanie systemu zasilania urządzeń telekomunikacyjnych z zastosowaniem baterii
nowej generacji – sodowo-niklowych
Praca miała na celu sprawdzenie możliwości budowy i działania systemu zasilania z
zastosowaniem baterii akumulatorów sodowo-niklowych, przeznaczonego do zasilania urządzeń
telekomunikacyjnych. Celem było wykorzystanie unikalnych zalet baterii sodowo-niklowych
takich jak: niezależność pracy od temperatury zewnętrznej, duża tolerancja baterii na odbiegające
od optymalnych parametry pracy np. napięcie pracy buforowej, brak ubocznych reakcji
chemicznych odpowiedzialnych za proces samowyładowania. Te cechy czyniły z tej baterii z
jednej strony bardziej niezawodny element w strukturze systemu zasilania, a z drugiej strony,
mniej wymagający od strony eksploatacyjnej w porównaniu do dotychczas stosowanych baterii
kwasowo-ołowiowych. Ponadto należy podkreślić ekologiczny aspekt zagadnienia: brak emisji na
zewnątrz, podczas pracy baterii, gazowych produktów reakcji elektrochemicznych (jak ma to
miejsce w przypadku baterii kwasowo-ołowiowych) oraz łatwy recykling baterii. W budowanym
systemie starano się zaadaptować jak najwięcej ze struktury i elementów systemów już
stosowanych. Założono, że budowany system będzie miał strukturę na wprost to znaczy bateria,
siłownia i obciążenie są połączone równolegle na szyny wyjściowe. Zastosowano też tradycyjną
siłownię telekomunikacyjną. Do sterowania użyto sterownika siłowni i sterownika baterii, które
działały komplementarnie. Uzyskano dobre i efektywne współdziałanie baterii z innymi
elementami systemu. Zbudowany system ma pełną sterowalność i zapewnia bezpieczeństwo
pracy. Przeprowadzone testy laboratoryjne potwierdziły prawidłowość i powtarzalność
parametrów pracy systemu, choć ostatecznym testem będzie tu sprawdzenie systemu zasilania w
rzeczywistych warunkach pracy na obiekcie podczas próbnej eksploatacji.
Zbudowano i przebadano model laboratoryjny systemu zasilania odpowiadający strukturą
systemowi na wprost. Do budowy zastosowano siłownię typu BZA 108 31 ze sterownikiem typu
BMP 903 042/1 i baterię typu Zebra – ZS3-52-ML3P-76 ze sterownikiem 48 SMC 80, a także
inne elementy pomocnicze.
10. Wysokosprawne urządzenia kontrolno-pomiarowe do oceny stanu akumulatorów
wielkich pojemności (do 3 tys. amperogodzin) w siłowniach telekomunikacyjnych prądu
stałego
Celem pracy było opracowanie urządzenia przydatnego do rozładowywania-ładowania
największych i najkosztowniejszych baterii (do 3000Ah) stosowanych w siłowniach
telekomunikacyjnych. Opracowane urządzenie TBA150-IŁ może, w siłowniach o napięciu 41V,
54V lub 56V, automatycznie (bez dozoru ze strony obsługi) rozładowywać i ładować odłączone
od odbioru baterie akumulatorów o znamionowym napięciu 36V, 48V i 50V, o pojemności do
1500Ah (prądem dziesięciogodzinnym) lub do 3000Ah (prądem dwudziestogodzinnym).
Najważniejsze parametry techniczne opracowanego urządzenia to:
- obsługiwane baterie akumulatorów (Pb, NiCd):
36/48/50V, 100÷3000Ah;
- programowany prąd ładowania i rozładowywania baterii
2÷150A;
- rodzaje pracy:
rozładowywanie, ładowanie powrotne/wyrównawcze,
ładowanie wyrównawcze+ rozładowywanie+ ładowanie;
- nadzorowane parametry:
napięcia bloków, prąd, ładunek, temperatura, czas;
W ramach projektu wykonano trzy urządzenia TBA150-IŁ w wersji z wyświetlaczem 2 x 16
znaków, które mogą być wypożyczane operatorom telekomunikacyjnym do dalszych badań.
11. Opracowanie modelu urządzenia chłodzącego przeznaczonego do stosowania w
obiektach telekomunikacyjnych instalowanych na zewnątrz budynków - 05300035 -22/05
Zaprojektowano i wykonano model urządzenia chłodzącego oraz przeprowadzono badania
zgodnie z programem uwzględniającym różne warunki pracy. W zaprojektowanym modelu
zastosowano nowoczesne termoelementy typu TM – 127 – 2.0 – 1.5 MS o maksymalnej mocy 110
W, które umożliwiają wykonanie stosunkowo taniego urządzenia chłodzącego zapewniającego
stabilizację temperatury przedziałów bateryjnych w telekomunikacyjnych systemach dostępu
abonenckiego SDA instalowanych na zewnątrz budynków. Ważną zaletą urządzeń chłodzących
wykonanych w tej technologii jest brak czynników chłodzących wykorzystywanych w
klasycznych urządzeniach klimatyzacyjnych, co w sposób istotny wpływa na bezpieczeństwo
5
ekologiczne środowiska naturalnego. Po wprowadzeniu zmian konstrukcyjnych szafy SDA,
wykonano projekt mechaniczny zespołu agregatu chłodzącego o jednostkowej mocy do 450 W.
Model urządzenia chłodzącego składa się z zespołu dwóch identycznych agregatów, a każdy z
nich składa się z jednego radiatora strony gorącej i dwóch identycznych radiatorów strony zimnej
umieszczonych poprzecznie do radiatora gorącego, który tworzy również konstrukcję nośną
i uszczelniającą po przykręceniu do ruchomej ściany bocznej szafy. Dla zapewnienia
intensywnego chłodzenia radiatora strony gorącej i radiatorów strony zimnej, w układzie
chłodzenia zostały zastosowane osłony nawiewu, do których przykręcono wentylatory wraz z
siatką zabezpieczającą. Konstrukcja urządzenia chłodzącego i sposób zasilania umożliwiają
zainstalowanie łącznie w obu agregatach maksymalnie 16 termoelementów w układzie
jednostopniowym lub 32 w układzie dwustopniowym. W celu potwierdzenia skuteczności pracy
zaprojektowanego i wykonanego modelu urządzenia chłodzącego oraz zgodności z założeniami
przeprowadzono szereg badań oraz testów. Wykonane badania, w tym również w komorze
klimatycznej, zakładały określenie skuteczności pracy zarówno w trybie chłodzenia jak i grzania
poprzez określenie podstawowych parametrów eksploatacyjnych.
Celem pracy było również przygotowanie wstępnej wersji projektu celowego. Nawiązano
kontakty i przeprowadzono rozmowy z zainteresowanymi producentami urządzeń zasilających i
klimatyzacyjnych oraz szaf SDA.
OPTOELEKTRONIKA I FOTONIKA NA POTRZEBY ULTRASZYBKIEJ
TELEKOMUNIKACJI: ASPEKTY FUNKCJONALNE, ROZWOJOWE I
WDROŻENIOWE
12. Badania wpływu zmiennych temperatur i przyspieszonego starzenia na zmiany modowej
dyspersji polaryzacyjnej (PMD) jednomodowych włókien światłowodowych (ITU-T
G.652 i G.655) w pokryciach ochronnych o konstrukcji ścisłej i kabli z takimi włóknami
dla potrzeb udziału IŁ w europejskim projekcie badawczym
W ramach pracy przeprowadzono badania laboratoryjne wpływu temperatury na zmiany PMD
następujących elementów:
- przewodu odgromowego (OPGW) z włóknami światłowodowymi G.652,
- 12-włóknowej jednostki optycznej o budowie ścisłej wydobytej z przewodu OPGW,
- jednowłóknowych kabli stacyjnych z włóknami G.652 i G.655 w ścisłej tubie,
- włókien światłowodowych G.652 i G.655 w pokryciu ścisłym,
- włókien światłowodowych G.652 w pokryciu półścisłym.
Badania te stanowiły kontynuację prac wykonywanych w ramach udziału IŁ w projekcie COST270 w 2004 r. Przeprowadzono również badanie wpływu cyklicznych zmian temperatury na
skurcz pokrycia ścisłego włókien światłowodowych.
Badania wykazały, że włókna o niezerowej przesuniętej dyspersji (G.655) i wielowłóknowe
jednostki światłowodowe z włóknami skręcanymi wykazują znacznie wyższą stabilność PMD w
warunkach zmiennych temperatur w porównaniu do włókien G.652, umieszczonych w
indywidualnych pokryciach ścisłych o średnicy 0,9 mm i kabli stacyjnych z takimi włóknami, u
których obserwowano silny wzrost PMD po obniżeniu temperatury pracy. W zakresie temperatur
od -30°C do +50°C obserwowano zmiany PMD włókien G.652 w pokryciu ścisłym w stosunku
4:1 lub wyższym. Stwierdzono ponadto zupełny brak korelacji między zmianami PMD i
tłumiennością włókna światłowodowego.
Dokonano analizy teoretycznej zjawisk powodujących wzrost PMD we włóknie światłowodowym
umieszczonym w pokryciu ścisłym lub półścisłym oraz wpływu skręcenia włókna
światłowodowego na zmniejszenie PMD indukowanej przez naciski mechaniczne. Wyjaśniono
obserwowane różnice w stabilności PMD włókien światłowodowych G.652 i G.655, które są
wynikiem obecności we włóknach G.655 resztkowych naprężeń skręcających pozostałych po
wirowaniu włókna w trakcie wyciągania z preformy. Jednostka optyczna przewodu OPGW swą
wysoką stabilność PMD w szerokim zakresie temperatur (-40°C do +80°C) zawdzięcza
spiralnemu skręceniu włókien światłowodowych (8 obr/m) w czasie jej produkcji. W związku z
realizacją pracy w 2005 r. powstały dwie publikacje.
6
13. Badanie możliwości zastosowania włókien polimerowych w charakterze okablowania
strukturalnego inteligentnego budynku - 16300025 – 96/05
W ramach pracy zbadano możliwości zastosowania włókien polimerowych jako okablowania
budynkowego. Badania obejmowały opracowanie metod obliczania opóźnień modowych we
włóknie polimerowym, które w przyszłości mogą posłużyć do badań nad zwiększeniem
przepustowości sieci oraz obliczania pasma transmisyjnego włókien. Wykonano urządzenie
pomiarowe do badania pasma i tłumienności włókien polimerowych. Dokonano również
przeglądu możliwości zastosowań włókien polimerowych w tzw. inteligentnym budynku.
Wynikiem pracy jest program do symulacji opóźnień modowych w światłowodzie i urządzenie do
badania włókien polimerowych. Powstało również opracowanie na temat budynków
inteligentnych i ewentualnego zastosowania w nich okablowania z włókien polimerowych.
Wyniki symulacji zostaną wykorzystane w publikacjach naukowych. Ponadto przy użyciu
wykonanego przyrządu można zaoferować badania światłowodów.
14. Badania światłowodowych siatek Bragga nanoszonych metodą skanowania maski
fazowej
Praca została wykonana we współpracy z Zakładem Miernictwa i Optoelektroniki Wydziału
Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Jej celem było wspólne
przeprowadzenie badań i pomiarów prowadzących do poznania właściwości światłowodowych
siatek Bragga nanoszonych metodą skanowania maski fazowej. W szczególności chodziło o
poznanie zależności podstawowych parametrów od czynników zewnętrznych, co pozwoli na
optymalizację procesu technologicznego i zaoferowanie ich w przyszłości odbiorcom
zewnętrznym. W ramach niniejszej pracy zbadano zależności długości fali Bragga, reflektancji
oraz szerokości połówkowej siatek wykonanych na czterech typach światłowodów (poddanych
wcześniej procesowi wodorowania) w funkcji czasu naświetlania oraz czasu wodorowania.
Kolejnym zadaniem było umieszczenie siatek w trzech rodzajach obudów i zbadanie wpływu ich
zastosowania na współczynniki termiczne siatek Bragga.
Ponadto przeproadzono badania starzeniowe mające na celu obserwację zmian parametrów siatek
wykonanych na włóknach wodorowanych poddanych procesowi przyspieszonego starzenia.
Zmierzono charakerystyki spektralne oraz wyznaczono parametry siatek przed i po procesie
przyspieszonego starzenia oraz dokonano ich porównania. Ponadto przeprowadzono analizę
zastosowania siatki Bragga jako wzorca długości fali. Wyznaczono zależność minimalizującą
niepewność wyznaczenia długości fali w warunkach laboratoryjnych na podstawie znajomości
długości fali Bragga, określonej w procesie jej kalibracji w temperaturze odniesienia,
współczynnika termicznego oraz aktualnej temperatury otoczenia. Dokonano również analizy
zastosowania siatki Bragga z szeregiem pików, jako wzorca różnicy długości fali w procesie
kalibracji analizatorów widma promieniowania optycznego.
Efektami niniejszej pracy są wyniki badań światłowodowych siatek Bragga w funkcji parametrów
procesu ich wytwarzania, które pozwolą na optymalizację i kontrolę technologii ich nanoszenia.
Wyniki powyższych badań zaprezentowane zostały na międzynarodowej konferencji SPIE
International Congress on Optics and Optoelectronics.
15. Kalibracja przestrzennego modulatora światła i modelowanie apodyzowanych
elementów dyfrakcyjnych o zmiennej wydajności dyfrakcyjnej
Celem pracy było opracowanie i sprawdzenie nowej metody kalibracji przestrzennych
modulatorów światła, która pozwoliłaby na ich zastosowanie do modelowania dyfrakcyjnych
elementów optycznych apodyzowanych zmienną wydajnością dyfrakcyjną i sprawdzenie ich
przydatności do projektowania i modelowania apodyzowanych masek fazowych, które miałyby
być użyte do naświetlenia światłowodowych siatek Bragga. Zaproponowana metoda polega na
pomiarze kontrastu obrazów Fresnela tworzonych przez zaprogramowaną na modulatorze binarną
fazową siatkę dyfrakcyjną, której stopnie fazowe rosną liniowo wzdłuż ich długości od 0 do 2π
rad. Całkowita kalibracja urządzenia staje się możliwa po wprowadzeniu zmiany wartości
przesunięcia fazowego każdej komórki elementarnej modulatora w przedziale od 0 do 2π rad np.
poprzez odpowiednie przesuwanie liniowej funkcji zmiany wysokości stopni fazowych.
7
Efektem pracy jest opracowanie metody kalibracji przestrzennych modulatorów światła
pozwalającej na programowanie na nich dyfrakcyjnych elementów optycznych apodyzowanych
zmienną wydajnością dyfrakcyjną. Metoda została opisana w trzech komunikatach
konferencyjnych. Ponadto powstała możliwość zaprojektowania apodyzowanych masek fazowych
przeznaczonych do ekspozycji apodyzowanych światłowodowych siatek Bragga.
16. Zagadnienie dyspersji polaryzacyjnej (PMD) w wysokoprzepustowych światłowodowych
systemach telekomunikacyjnych
Praca poświęcona była zagadnieniom dyspersji polaryzacyjnej PMD (polarization mode
dispersion) powodującej poszerzenie impulsu w dziedzinie czasu, wynikiem czego może być
przerwanie działania systemu telekomunikacyjnego. W sieciach o przepływności 2,5 Gbit/s
działanie PMD można pominąć, jednak w przypadku systemów o przepływnościach 10 Gbit/s i 40
Gbit/s PMD jest kluczowym ograniczeniem. Dlatego też na całym świecie prowadzone są
intensywne badania mające ograniczyć skutki działania PMD w systemach telekomunikacyjnych o
dużych przepływnościach. W pracy, na podstawie dokonanego przeglądu literatury na temat PMD,
omówiono podstawowe pojęcia oraz najczęściej poruszane w literaturze zagadnienia takie, jak:
- metody pomiarowe,
- metody monitorowania,
- emulatory,
- kompensatory.
Opisano także jedyny istniejący na świecie wzorzec PMD, zbudowany z płytek krzemowych,
pozwalający na odwzorowanie w idealny sposób linii światłowodowej, stabilny czasowo. Wadą tego
rozwiązania jest jednak fakt, że światło opuszcza tor światłowodu. Ze względu na zapytania
klientów dotyczących wzorcowania mierników PMD powstał pomysł stworzenia światłowodowego
wzorca PMD, w celu zwiększenia możliwości pomiarowych laboratorium IŁ-PIB. Ponadto
wykazano, że w IŁ-PIB istnieją możliwości pomiaru PMD w różnych typach światłowodów
dwójłomnych dla zakresu długości fali 1500 – 1600 nm, scharakteryzowano potencjalne kierunki
przyszłych badań, które będą prowadzone w ramach pracy doktorskiej.
BADANIA NAD SYSTEMAMI ŁĄCZNOŚCI PRZEZNACZONYMI DLA
ADMINISTRACJI PAŃSTWOWEJ
17. Prace dotyczące specyfikacji szerokopasmowego, globalnego standardu
radiokomunikacji ruchomej dla potrzeb publicznych służb bezpieczeństwa i ratownictwa
W ramach pracy przygotowano dokument przedstawiający stan wiedzy na temat potrzeb
publicznych służb bezpieczeństwa i ratownictwa w zakresie szerokopasmowych systemów
radiokomunikacji ruchomej nowej generacji oraz na temat specyfikacji technicznej globalnego
standardu tego rodzaju systemu. Przedstawiono podstawowe wiadomości na temat systemu TETRA,
który jest reprezentatywny dla poziomu techniki stosowanej obecnie w radiowych sieciach
dyspozytorskich wykorzystywanych przez publiczne służby bezpieczeństwa i ratownictwa do
komunikacji głosowej i danych. Następnie zestawiono potrzeby tych służb dotyczące usług i
aplikacji, które wymagają transmisji danych, oceniając stopień zaspokojenia tych potrzeb w
sieciach systemu TETRA. Omówiono prace ETSI ukierunkowane na rozwój systemu TETRA,
zwłaszcza dotyczące systemu TETRA Enhanced Data Service (TEDS), nazywanego też
TETRA 2. W ramach prezentacji różnych koncepcji nowych systemów telekomunikacyjnych dla
publicznych służb bezpieczeństwa i ratownictwa przedstawiono cele projektów Emergency
Telecommunications (EMTEL) i Mobility for Emergency and Safety Applications (MESA)
prowadzonych przez ETSI. Zwrócono uwagę na możliwości związane ze stosowaniem radiowych
sieci lokalnych o strukturze kratowej oraz wykorzystaniem radiostacji definiowanych programowo
(Software Defined Radio).
Opracowany dokument podsumowujący stan wiedzy na temat potrzeb użytkowników i
perspektyw rozwoju systemów PMR jest podstawą publikacji w wydawnictwach IŁ-PIB.
Określono możliwości aktywnego udziału Instytutu w pracach organizacji międzynarodowych
zajmujących się zbliżoną tematyką.
8
18. Opracowanie metod i procedur badań systemów łączności elektronicznej specjalnego
przeznaczenia
W pracy zawarto wyniki badań, w rezultacie których przedstawiono: metody – sposoby podejścia
(systemowego,
strukturalnego,
funkcjonalnego,
cybernetycznego,
informacyjnego,
probabilistycznego) oraz metody – sposoby działania (empiryczne – obserwację i eksperyment
naukowy, metody badań sądów w tym wywiad, ekspertyzę i ankietowanie; teoretyczne – analiza,
synteza, porównanie, uogólnienie, abstrahowanie, analogia, indukcja, dedukcja, heurystyczne,
matematyczne oraz symulacyjne i modelowanie), jakie powinny być stosowane w badaniach
urządzeń i systemów elektronicznych mających zastosowania specjalne. W pracy przedstawiono
logiczny ciąg czynności badawczych zmierzających do uzyskania zamierzonych wyników
badawczych i rozwiązanie problemów w sposób naukowy, w obszarze realizacji procesu badań
urządzeń i systemów łączności elektronicznej, także tych specjalnego przeznaczenia. Praca
zawiera konkretne rozwiązania w zakresie koncepcji badań i odbiorów urządzeń i systemów
łączności elektronicznej specjalnego przeznaczenia na przykładzie reprezentatywnego systemu
tego typu, jakim jest Ogólnokrajowy System Łączności Radiowej (OSŁR) standardu ETSI
TETRA. W pracy przedstawiono koncepcje budowy oraz badanie Technicznego Modelu
Odniesienia (TMO) i Systemu Pilotowego ze szczególnym wskazaniem na architekturę tych
systemów w warunkach rzeczywistych naszego państwa, sposoby i metody badania oraz
dokumentowania uzyskanych wyników. W pracy zaprezentowano szczegółowo proces badania i
odbioru systemu w oparciu o opracowany TMO, System Pilotowy, jego części składowe oraz
ogólnokrajowy wymiar. W tym też zakresie zaprezentowano sposoby – metody działania oraz
przewidywaną organizację procesu badawczego. Praca zawiera systematykę szczegółowych
procedur badawczych, stanowiących podstawę działania w procesie badawczym OSŁR TETRA
oraz niezbędne założenia do ich opracowania w kolejnym etapie pracy w 2006 r. Ze względu na
zawarte w pracy koncepcje badania i odbioru OSŁR TETRA oraz dane dotyczące metod i
procedur badania tego typu systemu, sprawozdanie z pracy stanowi tajemnicę przedsiębiorstwa.
19. Aspekty bezpieczeństwa systemów teleinformatycznych
W pracy przedstawiono wyniki badań, w rezultacie których zaprezentowano zidentyfikowane i
scharakteryzowane elementy bezpieczeństwa systemów teleinformatycznych (ST), które
sprowadzono do zagrożeń ST oraz metod – sposobów im przeciwdziałania, koncentrując uwagę
na polityce i zarządzaniu bezpieczeństwem, metodach organizacyjnych zapewnienia
bezpieczeństwa, fizycznej ochronie ST przed nieuprawnionym dostępem, metodach programowosprzętowych zapewnienia bezpieczeństwa i metodach kryptograficznych oraz analizie ryzyka
wskazanych problemów. W wyniku zaprezentowano teoretyczne modele strategii bezpieczeństwa,
w tym w szczególności modele: dostępu do informacji, ochrony informacji w bazach danych,
teoretycznych ograniczeń systemu ochrony informacji (Grahama–Deninga, Harrison–Ruzzo–
Ullman, „take–grant”) oraz model bezpieczeństwa ST wynikający z norm ETSI. W pracy
przedstawiono proces modelowania bezpieczeństwa ST oraz wynikające z praktyki działania
modele i strategie bezpieczeństwa organizacji. Na szczególną uwagę w tym zakresie zasługuje
prezentacja strategii bezpieczeństwa lansowana przez administrację państwową oraz stanowisko
zespołu badawczego IŁ-PIB dotyczące tego obszaru.
Przedstawione rozwiązania mają zastosowania w praktyce badawczej, w toku realizacji zadań
naukowo-badawczych, wykonywanych przez zespoły IŁ-PIB. Opracowane rozwiązania stanowią
podstawę do realizacji dalszych badań oraz realizacji przewidywanych zadań badawczych i prac
usługowych, jakich należy oczekiwać ze strony administracji państwowej i rynku
telekomunikacyjnego.
20. Bezpieczeństwo informatyczne oraz model bezpiecznego systemu telepracy
W ramach pracy wykonano następujące zadania:
Zadanie 1. Zarządzanie bezpieczeństwem teleinformatycznym w administracji publicznej
W ramach tego zadania dokonano analizy literatury przedmiotu, opracowano dokument, który w
sposób kompleksowy ujmuje zagadnienie bezpieczeństwa informacyjnego instytucji, analizę
zagrożeń i metodykę tworzenia polityki bezpieczeństwa instytucji. Opracowanie bazuje na
9
dokumentach normatywnych oraz wskazówkach instytucji i organizacji związanych z
bezpieczeństwem informacji m.in. ABW, CERT, NSA.
Z punktu widzenia potrzeb IŁ-PIB opracowano:
- jakościową analizę ryzyka Instytutu;
- politykę bezpieczeństwa informacji Instytutu;
- zasady weryfikacji systemu zabezpieczeń Instytutu (Warszawa i O/Wrocław).
Zadanie 2. Voice over IP, wybór optymalnego rozwiązania w zakresie bezpieczeństwa
transmisji i jakości głosu
Zgodnie z przyjętymi założeniami dokonano przeglądu i porównania rozwiązań IP-PBX
dostępnych w ramach licencji „open source”. Po analizie dokumentacji wybrano do testów
aplikacje trzech serwerów VoIP, a następnie wytypowano do dalszych badań IP-PBX Asterisk.
Następnie przeprowadzono szereg testów funkcjonalnych wytypowanej platformy, zrealizowano
połączenie platformy VoIP i laboratoryjnej centrali DGT 3450 za pośrednictwem łącza E1 z
sygnalizacją DSS1 PRI, z wykorzystaniem generatora wywołań. Przeprowadzono testy
skuteczności i stabilności platformy. Wykonano też ocenę jakości głosu dla połączeń z/do
internetu. Ocena jakości głosu dokonana była zarówno metodą subiektywną bazującą na ocenie 12
osób biorących udział w badaniu, jak również metodą obiektywną wykorzystującą specjalistyczną
aparaturę pomiarową.
Zadanie 3. Modelowy system telepracy na przykładzie Instytutu Łączności.
Przy tworzeniu modelowego systemu telepracy w Instytucie Łączności wykorzystano wyniki prac
w zakresie bezpieczeństwa i VoIP.
Przyjęto, że proponowane rozwiązanie w zakresie systemu telepracy będzie się składać z
następujących elementów:
- komunikacja głosowa oparta na telefonii VoIP, realizowana za pomocą IP-PBX Asterisk;
- komunikacja typu Instant Messaging (IM), w oparciu o serwer XMPP Jive Messenger;
- dostęp do poczty korporacyjnej, poprzez protokół HTTPS;
- dostęp do zasobów sieci wewnętrznej IŁ-PIB, z wykorzystaniem tuneli VPN.
Dokonano wdrożenia testowej platformy IP-PBX Asterisk, którą dołączono do centrali IŁ-PIB w
Warszawie łączem DSS1 PRI oraz wdrożenia testowego serwera XMPP Jive Messenger.
Pozwoliło to osiągnąć zakładaną funkcjonalność testowego systemu telepracy. Ostatnim etapem w
ramach tego zadania było praktyczne testowanie systemu telepracy realizowane przez zespół
projektowy, który przez okres dwóch miesięcy korzystał z systemu testowego.
INŻYNIERIA OPROGRAMOWANIA, WIEDZY I WSPOMAGANIA DECYZJI
21. Techniki informacyjne dla wnioskowania oraz generowania, reprezentacji i zarządzania
wiedzą
Zadanie 1. Generowanie wiedzy i jej strukturalne reprezentacje
Opracowano nowe koncepcje służące zwiększeniu efektywności tworzenia i wykorzystywania
wiedzy z zastosowaniem technik informacyjnych.
W szczególności zaproponowano nowe koncepcje epistemologiczne opisywania przestrzeni
twórczej wykorzystywanej w procesie generacji wiedzy, przedstawiono podstawowe cechy epoki
wiedzy i informatyzacji oraz główne trendy, wpływające na postać wiedzy. Następnie podano
zasady przystosowywania wiedzy tekstowej do zautomatyzowanych procesów wyszukiwania i
wnioskowania, przystosowano metody soft computing do opisywania wiedzy miękkiej oraz
zasugerowano sposoby rozszerzenia logik opisowych.
Zadanie 2. Relacyjne systemy dedukcyjne: teoria i zastosowania
Etap 1. Relacyjne systemy dedukcyjne i ich metodologia
W ramach tego zadania badano relacyjne systemy dedukcyjne dla rozmaitych formalnych
systemów logicznych, oraz ich metodologię. Klasyczny system Rasiowa-Sikorski to dedukcja w
rachunku predykatów pierwszego rzędu, natomiast relacyjne systemy dedukcyjne to dedukcja w
teoriach relacji n-wartościowych, przy n>1. Badana była relacyjna reprezentowalność i dualność
algebr, opartych na kratach i odpowiednich systemach relacyjnych, a także problematyka
tłumaczenia języków formalnych różnych systemów logicznych na języki relacyjne. Prowadzono
10
też badania nad zastosowaniami relacyjnej dedukcji do wnioskowania o zależnościach czasowych
i przestrzennych między obiektami multimedialnymi. Skonstruowany został system RS dla logiki
pierwszego rzędu z identycznością i udowodniona została jego pełność. Zanalizowany został
problem dualności systemów RS z systemami Tableaux oraz różne postaci reguł dla identyczności
w tych systemach. Opracowany został system RS dla zdaniowej logiki niefregowskiej i
udowodniono jego pełność oraz adekwatność. W ramach zadania zbadane zostały logiczne
aspekty systemów dla wnioskowań o zależnościach przestrzennych i czasowych oraz wykonana
została implementacja bazowego modułu dedukcji. Opracowany został system dedukcyjny dla
relacyjnych baz danych, dla pewnej logiki wielowartościowej i dla relacyjnych systemów
atrybutowych. Opracowane zostały relacyjne systemy dla Rare logics - logik do reprezentacji i
wnioskowania w systemach informacyjnych z niepełną informacją. Wypracowane zostały metody
automatycznej generacji reguł dedukcji na podstawie semantyki danej teorii oraz teoria
korespondencji. Metody te wykorzystują odpowiednie rozszerzenie twierdzenia Ackermanna.
Efektem pracy są raporty oraz kilkanaście referatów i artykułów już opublikowanych lub
zgłoszonych do publikacji.
Zadanie 3. Aspekty strategiczne, organizacyjne i techniczne zarządzania wiedzą w
administracji publicznej
Etap 1. Prace rozpoznawcze dotyczące głównie światowych trendów, koncepcji zarządzania
wiedzą i wykorzystania technologii informatycznej w administracji publicznej
W pracy przedstawiono:
- metody i instrumenty zarządzania wiedzą w administracji publicznej,
- typowe procesy decyzyjne w administracji,
- technologie i narzędzia informatyczne wspierające zarządzanie wiedzą,
- przykłady wdrożeń zarządzania wiedzą w administracji,
- trendy przyszłościowe rozwoju zarządzania wiedzą,
- ontologię dotyczącą powiatu (wydziały, funkcje, pracownicy, pomieszczenia, dokumenty).
Ontologia została wykonana w ogólnie dostępnym narzędziu Protege 2000. W pracy zwrócono
uwagę na stopniową migrację od e-Governmentu w stronę k-Governmentu, czyli administracji
opartej na wiedzy oraz automatyzację procesów podejmowania decyzji.
W wyniku powstał raport, który w sposób syntetyczny przedstawia problematykę zarządzania
wiedzą dla potrzeb administracji publicznej. Ponadto opracowano komputerowy model urzędu
powiatowego w formie ontologii (struktura, zadania, pracownicy, sprawy). Wyniki pracy mogą
być przydatne dla jednostek administracji publicznej zainteresowanych implementacją zarządzania
wiedzą.
Efektem pracy są również referaty i artykuły już opublikowane lub zgłoszone do publikacji.
Ponadto poczynione zostały starania, by wyniki tych prac zostały zastosowane w praktyce: w
administracji publicznej, w pozyskiwaniu wiedzy z sieci i we wnioskowaniu na podstawie wiedzy
tekstowej.
22. Inteligentny System Nauczający dla wspomagania procesu nauczania zrealizowanego w
technologii ODL (Open and Distance Learning)
Projekt stanowi kontynuację prac prowadzonych w Instytucie Łączności a dotyczących
zastosowania metod i narzędzi sztucznej inteligencji w edukacji oraz opracowania koncepcji
Inteligentnego Systemu Nauczającego zastosowanego w procesie ODL. Celem projektu jest
opracowanie (w tym implementacja programu) Inteligentnego Systemu Nauczającego optymalnie
adaptującego się do indywidualnych możliwości i potrzeb ucznia w trakcie procesu uczenia. Jest
to szczególnie ważne w Społeczeństwie Wiedzy, w którym proces kształcenia powinien trwać
przez całe życie (Life Long Learning Process). Szybki rozwój technologii informacyjnych i
komunikacyjnych umożliwił powstanie nowych form edukacji m.in. nauczania zrealizowanego w
technologii ODL (wykorzystującego internet i zapewniającego niezależność od miejsca i czasu
nauki). Nauczanie wspomagane komputerowo jest zaawansowanym sposobem przekazywania
wiedzy. Jednak istniejące systemy nauczania ODL nie wykorzystują w pełni możliwości, które
stwarza ten typ edukacji. Powinny one umożliwiać optymalne dostosowanie procesu nauczania do
indywidualnego ucznia. Obecnie w systemach ODL wykorzystywany jest głównie nauczycielopiekun (człowiek) w trybie asynchronicznym i synchronicznym.
11
W wyniku realizacji projektu opracowano oprogramowanie umożliwiające realizację środowiska
symulowanego obejmującego modele uczniów generowane losowo a także program komputerowy
w celu praktycznej realizacji koncepcji Inteligentnego Systemu Nauczającego. Projekt jest
związany z realizacją przewodu doktorskiego pt.: „Inteligentny system dla indywidualizacji
nauczania na odległość”. Z tematyki związanej z realizacją projektu powstało 21 publikacji
naukowych w tym 15 w języku angielskim.
23. E-government w jednostkach administracji terenowej - aktualne problemy i rozwiązania
W ramach pracy omówiono stan prawny rejestrów państwowych (ustawy, strategie, zobowiązania
międzynarodowe) oraz przedstawiono stan aktualny prac nad tymi rejestrami. Przedstawiono także
wnioski wynikające z analizy istniejącego stanu rzeczy.
W ramach analizy systemów przestrzennych podano podstawowe definicje oraz wykorzystanie
systemów GIS. Następnie pokazano aktualne możliwości systemów informacji przestrzennej na
przykładzie miasta Gdańska i regionu pomorskiego. Opracowano wnioski, które mogą być
wykorzystane w dalszych pracach IŁ-PIB oraz wstępną wersję wniosku o dofinansowanie
realizacji projektu ze środków unijnych.
24. Wykorzystanie uniwersalnych narzędzi i technologii wybranych obszarów zdalnej
edukacji do budowania podstaw społeczeństwa informacyjnego
W ramach tematu w 2005 r. wykonano prace skoncentrowane w trzech zadaniach.
Zadanie 1 - polegało na usprawnieniu funkcjonowania portalu edukacyjnego i wzbogaceniu go o
nowe funkcjonalności niezbędne do uruchomienia wirtualnych laboratoriów. Dokonane zmiany
polegały na dodaniu opcji ułatwiających nawigację w materiałach elektronicznych kursów, i
dodaniu testów internetowych umożliwiających sprawdzenie wiedzy. W celu ułatwienia
zarządzania podręcznikiem elektronicznym, jego modyfikacjami i aktualizacją dodana została
opcja automatycznego generowania spisu treści. Brak sprzętu i oprogramowania niezbędnych do
uruchomienia wirtualnych laboratoriów spowodował, że prace związane ze stworzeniem
zintegrowanej platformy uruchomieniowej zostały przesunięte na rok 2006.
Zadanie 2 - opracowana została koncepcja projektu funkcjonalnego systemu do zarządzania
rozproszonym laboratorium wirtualnym i zdalnym. Koncepcja została zbudowana w oparciu
o analizę możliwości symulacyjno-laboratoryjnych IŁ-PIB oraz powszechnie uznane rozwiązania
standaryzacyjne w edukacji elektronicznej.
Zadanie 3 - stworzone zostały narzędzia oraz ćwiczenia symulacyjno-projektowe i laboratoryjne.
Jednym z nich jest aplikacja do symulacji optycznej linii transmisyjnej. Innym jest zdalne
stanowisko pomiarowe, dzięki któremu student może badać parametry źródła optycznego i linii
optycznej z zastosowaniem multimetrów wyposażonych w generatory i źródła optyczne.
25. Badanie użytkowników nowych technologii telekomunikacyjnych
W ramach pracy przeprowadzono badanie firmowych użytkowników internetu w Polsce pod
kątem stosowania nowych technologii. Przedmiotem zainteresowania było korzystanie przez firmy
z komputerów i internetu, stosowanie różnych środków komunikacji z klientami, korzystanie z
publicznych e-usług świadczonych przez władze lokalne. Ankietyzacja została przeprowadzona
drogą internetową i objęła firmy z całej Polski, z miast i wsi na terenie wszystkich województw.
Ogółem uzyskano ponad 4500 wypełnionych ankiet, które stanowiły materiał wyjściowy do
dalszych analiz. W pierwszym etapie zbadano logiczną spójność surowych danych. Następnie
dokonano oceny statystycznej informacji zgromadzonych w bazie danych. Uzyskane wyniki
pokazały przygotowanie firm już korzystających z internetu do wdrożenia idei społeczeństwa
informacyjnego. Praca zawiera 61 tabel ze statystykami i 108 prezentacji graficznych.
Na podstawie badań powstały dwa raporty dotyczące 2004 r. i 2005 r. W ramach pracy
sprawdzono ponadto, czy polskie firmy widzą potrzebę przeprowadzania tego typu badań.
Uzyskano 2484 pozytywne odpowiedzi, co stanowi 54,4% respondentów. Z kolei 53%
respondentów wyraziło zainteresowanie otrzymaniem zbiorczego raportu z badań, z czego
największe wykazały firmy prowadzące działalność w zakresie łączności i telekomunikacji (67%)
oraz informatyki (66%). Wyniki badań będą przekazane urzędom centralnym, takim jak:
Ministerstwo Edukacji i Nauki, Ministerstwo Transportu i Budownictwa, Ministerstwo
12
Gospodarki, Urząd Regulacji Elektronicznej. Wynikami będą zainteresowane organizacje
biznesowe oraz operatorzy telekomunikacyjni i dostawcy nowych technologii dla firm.
26. Eksploracja zdarzeń i modelowanie strukturalne w telekomunikacji
Celem pracy był rozwój metod i narzędzi komputerowych służących do modelowania złożonych
systemów. W szczególności praca jest poświęcona zagadnieniom eksploracji zdarzeń (event
mining) oraz rozwojowi metod modelowania strukturalnego. W części pierwszej zaprezentowano
podstawy teoretyczne systemów wykorzystujących zdarzenia, omówiono system alertowy, który
może być wykorzystywany w przedsiębiorstwach do dostarczania aktualnej informacji oraz
zaproponowano możliwości prezentacji wyników oraz wysyłania informacji o alarmach na
urządzenia mobilne.
Druga część pracy dotyczy zagadnień modelowania. Modele algebraiczne są dziś powszechnie
wykorzystywane przy wspomaganiu projektowania i analizie zjawisk występujących w sieciach
telekomunikacyjnych. Złożoność problemów podlegających modelowaniu, wynikająca zarówno z
ich skali, jak i struktury wymaga wypracowania metodologii i zestawu narzędzi wspomagających
cały proces tworzenia i eksploatacji modelu. Structured Modeling Technology (SMT) realizuje
część koncepcji Structured Modeling zaproponowanych przez Geoffriona. Środowisko
narzędziowe SMT (opracowywane przez pracowników IŁ we współpracy z Międzynarodowym
Instytutem Analizy Stosowanej w Laxenburgu) oparte jest na relacyjnej bazie danych
przechowującej elementy specyfikacji modelu, dane definiujące instancje modelu oraz rezultaty
analiz modeli algebraicznych.
27. Opracowanie narzędzi analitycznych do wspomagania decyzji dotyczących wysokości
opłat taryfikacyjnych i stawek rozliczeniowych na konkurencyjnym rynku
telekomunikacyjnym
Dokonano ogólnej klasyfikacji dwuosobowych, jednokryterialnych gier o sumie niezerowej.
Wskazano na typowe sytuacje rynkowe, które mogą być w ten sposób modelowane.
Zaproponowano szereg narzędzi analitycznych wspomagających graczy rynkowych w tego typu
grach. W szczególności rozpatrzono: różne kolejności ruchów graczy, problem nieznanego
charakteru funkcji celu konkurenta, problem nieefektywności wyniku i sposobów jej
zapobiegania, kooperacyjne i antagonistyczne podejście do gry, wpływ strategii
rekomendowanych przez regulatora na sytuację decyzyjną i siłę negocjacyjną graczy, możliwość
kształtowania struktury negocjacji międzyoperatorskich, wpływ posiadanej informacji na
optymalną kolejność ruchów i osiągane przez graczy wyniki.
Wyniki pracy adresowane są do przedsiębiorstw telekomunikacyjnych oraz regulatora rynku,
stanowią także przyczynek do rozprawy habilitacyjnej autora i są publikowane.
28. Teoria i zastosowanie struktur relacyjnych jako instrumentów wiedzy
Prace wykonane w ramach projektu dotyczą następujących problemów: relacyjnej
reprezentowalności algebr, dualności między klasami algebr i klasami systemów relacyjnych oraz
relacyjnych systemów dedukcyjnych. Przedstawione zostały twierdzenia o reprezentacji dla algebr
relacyjnych opartych na kratach niekoniecznie dystrybutywnych, dla algebr logik
substrukturalnych i dla pewnych algebr informacyjnych. Dla wszystkich tych klas algebr podane
zostały odpowiednie klasy systemów relacyjnych i została udowodniona dualność, a w pewnych
przypadkach nawet pełna dualność kategoryjna. Opracowana została implementacja bazowego
systemu dedukcji relacyjnej. Uzyskano kilka wyników dotyczących problemu korespondencji dla
algebr modalnych, opartych na kratach. Zostały opracowane relacyjne systemy dedukcyjne dla
wielu teorii spatial reasoning i dla logik modalnych do wnioskowania jakościowego.
Wszystkie wyniki są lub będą opublikowane, między innymi w planowanej książce,
przygotowywanej w wydawnictwie Sprinter na zakończenie projektu COST 274.
29. Obserwacja i oceny rozwoju w Polsce społeczeństwa informacyjnego w kontekście
procesów integracyjnych w ramach Unii Europejskiej
Praca przedstawia miejsce Polski w UE w kontekście związków, jakie zachodzą między rozwojem
społeczeństwa informacyjnego a integracją europejską, podkreślając przy tym: (1) bardzo duże
13
zróżnicowanie wewnątrz Unii (nawet w UE15), w związku z czym operowanie wielkościami
średnimi nie ma waloru poznawczego, (2) skalę opóźnienia Polski w stosunku do państw
członkowskich zaawansowanych w przechodzeniu do społeczeństwa informacyjnego, a także
porównania z UE10. Przedstawiając powody, dla których rozwój Polski nie pokrywa się z
trendami rozwojowymi społeczeństwa informacyjnego, praca koncentruje się na wybranych
problemach związanych z rozbudową infrastruktury ICT i z międzynarodową konkurencyjnością
gospodarki narodowej, przy rozpatrywaniu tych problemów w szerokim aspekcie przemian
cywilizacyjnych. Na tym tle uwypuklone zostają powody niskiej pozycji nauki w rozwoju Polski,
co wpływa negatywnie na stan środowiska innowacyjnego oraz rola edukacji w przygotowaniu
społeczeństwa do wyzwań cywilizacji informacyjnej. Pracę kończą propozycje odnoszące się do
strategii rozwoju Polski wobec integracji europejskiej prowadzonej w obliczu wyzwań
związanych z obecną ewolucją UE w kierunku społeczeństwa informacyjnego. W załącznikach są
przedstawione definicje stosowanych wskaźników syntetycznych i tablice ilustrujące różne
aspekty rozwoju UE w kierunku społeczeństwa informacyjnego, z uwzględnieniem w każdym
przypadku miejsca zajmowanego przez Polskę. Wyniki pracy stanowią uzupełnienie wiedzy w
zakresie rozpoznania problemów związanych z integracją Polski w ramach UE w kontekście
dokonujących się procesów integracyjnych i w podejściu do wykorzystywania funduszy unijnych
(nowe spojrzenie na NPR 2007-2013). Przewidywani odbiorcy pracy to centralne urzędy
administracji rządowej i instytucje naukowe.
30. Prace wyprzedzające do wdrożenia monitorowania stopnia zaawansowania Polski w
rozwoju społeczeństwa informacyjnego
Praca stanowi wsparcie merytoryczne zadania programu wieloletniego SP I.7 „Monitorowanie
stopnia zaawansowania Polski w rozwoju społeczeństwa informacyjnego – ocena wskaźnikowa”.
W ramach pracy wykonano m.in.:
- aktualizację i usprawnienie funkcjonowania opracowanego w poprzednim roku systemu WRSI,
- uzupełnienie systemu o dodatkowe parametry, które są uwzględnione w aktualnej zawartości
zbioru danych,
- założenia do rozbudowy zbioru danych, opartego na międzynarodowo porównywalnych
wskaźnikach,
- przygotowanie zasad współużytkowania systemu WRSI przez różne podmioty.
INFRASTRUKTURA TELEKOMUNIKACYJNA: ASPEKTY ORGANIZACYJNE,
FUNKCJONALNE I ROZWOJOWE
31. Szybka transmisja danych w paśmie krótkofalowym – 08300035 - 10/05
Praca stanowi pierwszy etap realizacji projektu pt. ”Szybka transmisja danych w paśmie
krótkofalowym”, który ma się zakończyć opracowaniem i zbudowaniem modelu modemu
radiowego do cyfrowej transmisji danych w kanale krótkofalowym. Celem tego etapu było
stworzenie pakietu symulującego pracę toru nadawczo-odbiorczego modemu i przeprowadzenie
symulacji w addytywnym szumie gaussowskim. Punktem wyjścia do opracowania
poszczególnych członów nadajnika i odbiornika były dokumentacje techniczne standardów
wojskowych m.in. NATO, gdyż standardy te kształtują trendy rozwojowe w tej dziedzinie.
Uzyskane wyniki badań symulacyjnych w powyższym środowisku świadczą o poprawnej
implementacji poszczególnych bloków funkcjonalnych modemu. Opracowane procedury będą
stanowiły podstawę do programowej implementacji warstwy fizycznej w przyszłym modelu
opracowywanego modemu.
Ponadto w ramach pracy został zaimplementowany programowy symulator krótkofalowego
kanału radiowego z zanikami i szumem białym. Opracowany model kanału radiowego jest zgodny
z zaleceniami ITU-R. Posłuży on do weryfikacji przyjętych założeń podczas opracowywania
warstwy programowej modelu modemu w kolejnych etapach niniejszego projektu.
Zaproponowano również koncepcję urządzenia definiowanego programowo, która ma być
punktem wyjścia do opracowania warstwy sprzętowo-programowej modelu modemu radiowego.
Wydaje się, że zaopatrzenie przyszłego modemu radiowego w możliwość elastycznego
14
kształtowania jego funkcjonalności przyczyni się do zwiększenia atrakcyjności tego typu urządzeń
na rynku telekomunikacyjnym w kraju i zagranicą. Natomiast opracowanie modelu modemu na
bazie polskiej myśli technicznej, a w późniejszym etapie wdrożenie go do produkcji, z pewnością
zwiększy atrakcyjność Instytutu Łączności na rynku telekomunikacyjnym i przyczyni się do
pozyskiwania nowych klientów w dziedzinie projektowania urządzeń przy wykorzystaniu
najnowszych technologii.
Zebrane doświadczenia podczas realizacji niniejszej pracy zaowocowały w postaci złożenia
wniosku o finansowanie projektu badawczo-rozwojowego pt.: Opracowanie modemu radiowego
do transmisji danych w paśmie krótkofalowym.
32. Metodologia i oprogramowanie do oceny jakości nowych usług powszechnych w sieciach
przewodowych i bezprzewodowych, przy wykorzystaniu nowej generacji próbników
rozmieszczonych w tych sieciach
Opracowano i zainstalowano u użytkownika system AWP-IŁ, składający się z rozmieszczonych w
centralach próbników „PM” – zapewniających badanie parametrów lub jakości świadczonych
usług oraz połączonego lokalną siecią zestawu komputerów, gromadzących, przetwarzających i
udostępniających wyniki przeprowadzonych badań. Z uwagi na nowe obowiązki użytkownika
odnośnie do kontroli jakości usług system AWP-IŁ musiał być rozbudowany o nowe procedury
badaniowe, nowy sprzęt (komputery, próbniki) i nowe oprogramowanie.
W pracy opisano kierunki i zasady rozbudowy systemu AWP-IŁ o nowe procedury pomiarowe,
nowe moduły programowe (uruchamiane na tym samym lub na połączonym siecią sprzęcie
komputerowym) oraz ogólne wymagania na nowe próbniki, posiadające dostęp do sieci
przewodowych (linia telefoniczna, LAN) i bezprzewodowych (sieć komórkowa). Praca nie
obejmowała fizycznej realizacji – nowe próbniki są realizowane w ramach pracy „Model próbnika
PM5 w oparciu o komputery PDA”. W ramach pracy opracowano zasady realizacji nowych
funkcji przez system pomiarowo-badaniowy AWP-IŁ w zakresie oceny jakości usługi faksowej,
oceny jakości dostępu do internetu, oceny jakości transmisji głosu w sieciach z transmisją
pakietową oraz oceny dostępu do służb poprzez numery alarmowe. Sprawdzono na modelu
wybrane nowe rozwiązania systemu (Afaria), co daje to możliwość zaoferowania nowoczesnego,
potrzebnego odbiorcy i gospodarce systemu do oceny jakości usług.
33. Model próbnika PM5 w oparciu o komputery „PDA”
Celem projektu było zbudowanie urządzenia pomiarowego sterowanego za pomocą, taniego,
nowej generacji „urządzenia powszechnego użytku” – komputera PDA (palmtopa) oraz
opracowanie koncepcji, wykonanie i sprawdzenie modeli próbników PM5, zbudowanych w
oparciu o takie komputery. Na podstawie zaleceń ITU-T oraz literatury zostały określone zasady
pracy takich próbników i funkcje oprogramowania, realizującego badanie jakości połączeń
faksowych i dostępu do internetu poprzez modemy telefoniczne. Zbadano przydatność kilku
typów palmtopów. Do przygotowania oprogramowania funkcjonalnego wykorzystano
narzędzieVisual Studio 2005 Professional. Wykorzystanie do zdalnego zarządzania próbnikami
technologii Afaria wymagało współpracy z firmą SYBASE.
W trakcie prac nad projektem użytkownik złożył zamówienie na rozbudowę ilościową i
funkcjonalną eksploatowanego od kilku lat systemu AWP-IŁ. Wspólnie ze zleceniodawcą
zdecydowano, że rozbudowa funkcjonalna nastąpi w oparciu o opracowywane w ramach
niniejszej pracy próbniki („PM4”). Potwierdzono praktycznie możliwość budowy urządzeń
pomiarowych w oparciu o palmtopy (PDA) z systemem operacyjnym Windows Mobile 2003 (a
nawet 2005) i ich gotowe moduły rozszerzeń. Opracowano i wykonano dwa modele próbników
PM4 (PM5) sterowanych za pomocą takich palmtopów i zdalnie zarządzanych przy
wykorzystaniu (intensywnie rozwijanej w zakresie urządzeń mobilnych przez SYBASE)
technologii Afaria.
34. Metrologia wspomagana komputerowo
Celem pracy była automatyzacja procesów wzorcowań przyrządów pomiarowych będących w
zakresie akredytacji Laboratorium Metrologii Elektrycznej, Elektronicznej i Optoelektronicznej
Instytutu Łączności – przygotowanie programów, dokumentacji zgodnej z systemem jakości
15
(algorytmy, instrukcje) w celu ciągłego podnoszenia poziomu jakości i konkurencyjności
oferowanych usług. Zaprojektowano, uruchomiono i zmodyfikowano komputerowe systemy
pomiarowe, zgodnie z zasadami standaryzacji, przy użyciu wzorcowych przyrządów kontrolnych
(wyposażonych w wyjście GPIB) najlepszych firm światowych.
Ponadto zautomatyzowano i zmodernizowano stanowiska do wzorcowania tłumików optycznych i
mierników mocy optycznej. Dla obydwu stanowisk zostało przygotowane oprogramowanie w
środowisku LabWindows/CVI firmy National Instruments.
Wyniki pracy (automatyczne stanowiska pomiarowe) są wykorzystywane w procesach
wzorcowania w Laboratorium IŁ, co daje możliwość ciągłego podnoszenia poziomu jakości i
konkurencyjności oferowanych usług.
35. Aparatura specjalistyczna dla potrzeb laboratoriów EMC
Zadanie 1. Generator sygnałów testowych do badań analizatorów zakłóceń krótkotrwałych
W wyniku realizacji zadania opracowano i wykonano model generatora sygnałów testowych,
który spełnia wszystkie wymagania normy PN-EN 55016-1-1:2005(U). Część opisowa pracy
zawiera:
- informacje ogólne, dotyczące zaburzeń krótkotrwałych, ich pomiarów oraz sygnałów testowych
stosowanych przy weryfikacji analizatorów zaburzeń,
- szczegółowy opis budowy generatora sygnałów testowych i wyniki pomiarów parametrów
generatora,
- instrukcję obsługi generatora sygnałów testowych.
Zadanie 2. Anteny wzorcowe dla potrzeb wzorcowania anten pomiarowych metodą pola
wzorcowego i metodą anteny wzorcowej
Przedmiotem zadania było opracowanie, wykonanie i przeprowadzenie testowania czterech anten
wzorcowych w postaci liniowych prostych i cienkich dipoli, każdy o stałej długości fizycznej,
odpowiadającej połowie długości fali dla częstotliwości środkowej pasma, dla którego konkretna
antena jest przeznaczona.
Opracowano roboczą wersję dokumentacji konstrukcyjnej, i w oparciu o nią wykonano cztery
modele pomiarowe anten pokrywające pasma częstotliwości 30 MHz-72 MHz, 72 MHz–
173 MHz, 173 MHz–416 MHz i 416 MHz-1000 MHz. Przeprowadzono pomiary współczynnika
fali stojącej (WFS) i wyznaczono dla nich współczynniki antenowe (WA) dla warunków pomiaru
emisyjności urządzeń przemysłowych dla odległości 10 m. Współczynniki antenowe zostały
określone metodą analityczno-numeryczną (wykorzystując metodę momentów), jak i
zweryfikowane metodą pomiarową. Opracowane anteny wzorcowe mogą być oferowane innym
laboratoriom pomiarowym.
Zadanie 3. Pomiarowe anteny szerokopasmowe na laminatach mikrofalowych
Opracowano model anteny szerokopasmowej na laminacie, która mogłaby wejść w skład
aparatury pomiarowej laboratorium EMC, co zwiększałoby możliwości pomiarowe laboratorium.
Na rynku krajowym brak jest rozwiązań tego typu, natomiast koszty anten sprowadzanych z
zagranicy są z reguły bardzo wysokie, co stanowi przesłankę do stworzenia takich modeli w
ramach Instytutu.
Modele anten zaprojektowano w oparciu o dostępną literaturę, a następnie zweryfikowano wyniki
korzystając z numerycznej symulacji elektromagnetycznej w programie NEC. Wykorzystuje on
metodę momentów; struktura obiektu jest przybliżona cienkim przewodem z prądem.
W ramach pracy wykonanych zostało łącznie 6 anten log-per na dwustronnym laminacie FR–4 o
przenikalności elektrycznej εr = 4,4 dla częstotliwości 1 GHz i kącie strat tg δ = 0,01.
Pomiary anten przeprowadzono w laboratorium Zakładu Kompatybilności Elektromagnetycznej
IŁ we Wrocławiu. Zmierzono współczynnik fali stojącej (WFS) każdej z anten oraz ich zyski
energetyczne. Trzy z zaprojektowanych modeli charakteryzuje WFS niemal w całym paśmie
niższy od 3. Pomiar zysku, mimo znacznych wahań poziomów, również jest zadawalający – około
6 dBi.
Parametry zaprojektowanych anten pozwalają na wykorzystanie ich w laboratorium
kompatybilności jako anten pomiarowych. Oprócz zastosowania laboratoryjnego, projektowane
modele mogą znaleźć zastosowanie w rozwiązaniach komercyjnych (UWB – Ultra Wide Band –
szerokopasmowe systemy radiowe) oraz militarnych.
16
36. Rozwój oprogramowania laboratoryjnego dla potrzeb EMC
Celem pracy było opracowanie nowego oprogramowania sterującego procesem pomiarowym
oraz doskonalenie oprogramowania dla laboratorium EMC. Chodziło o stworzenie
oprogramowania zmniejszającego do niezbędnego minimum czas, jaki musi poświęcić operator
na wykonanie procedury pomiarowej. Jako produkt końcowy projektu uważa się stworzenie
aplikacji oprogramowania stanowisk, realizującego procedury pomiarowe laboratorium EMC w
środowisku LabView w sposób maksymalnie zautomatyzowany.
W trakcie prac powstało oprogramowanie służące do obsługi odbiornika pomiarowego ESVS10
oraz sterownika masztu antenowego. Możliwe jest więc pełne sterowanie tymi urządzeniami
laboratoryjnymi, za pomocą komputera PC wyposażonego w kartę GPIB. Na podstawie tego
oprogramowania opracowano aplikację realizującą kompletną procedurę pomiaru emisji zaburzeń
promieniowanych na otwartym poligonie pomiarowym, zgodnie z zaleceniami stosownych norm.
Zgodnie z założeniami pracy, stworzono również pomocniczo w środowisku kompilatora Borland
C++ Builder, program służący do obsługi odbiornika pomiarowego ESVS10. Program spełnia te
same warunki, jakie postawiono oprogramowaniu stworzonemu w środowisku Lab View 7.0
Evaluation.
Środowisko Lab View umożliwia automatyzację większości spośród procedur pomiarowych
wykorzystywanych w Instytucie Łączności. Umożliwia ono tworzenie rozmaitych aplikacji
pomiarowych oraz tworzenie programów służących analizie otrzymywanych w ten sposób
wyników. Środowisko Lab View cechuje się ogromną elastycznością zastosowań. Największą
jednak zaletą oprogramowania jest możliwość łatwego dostosowania stworzonego
oprogramowania do innych urządzeń laboratoryjnych, tzn. może być z powodzeniem zastosowane
do realizacji tych samych procedur pomiarowych w innych placówkach tego typu,
wykorzystujących do tychże procedur zupełnie inne urządzenia laboratoryjne.
37. Opracowanie procedury kalibracji komory rewerberacyjnej oraz procedur pomiarów
emisyjności w komorze rewerberacyjnej w zakresie częstotliwości od 250 MHz do 40
GHz
Dla potrzeb wykonywania badań EMC w zakresie częstotliwości gigahercowych wymagane jest
zastosowanie specjalnych stanowisk pomiarowych, w tym komory rewerberacyjnej.
W pracy przedstawiono:
- procedurę badania skuteczności działania urządzeń odbijających w komorze rewerberacyjnej;
- procedury kalibracji komory rewerberacyjnej dla dwóch trybów pracy: trybu przestrajania i
trybu mieszania;
- procedurę pomiarów emisyjności urządzeń w komorze rewerberacyjnej.
Przewidziano walidację procedur po zbudowaniu komory rewerberacyjnej w Instytucie Łączności.
38. Prace związane z utrzymaniem i doskonaleniem systemu jakości w procesie
restrukturyzacji laboratorium badawczego IŁ
Opracowano koncepcję restrukturyzacji laboratoriów Instytutu Łączności w celu dostosowania ich
struktur do aktualnych potrzeb rynku.
Wyniki pracy zostały pozytywnie ocenione przez audytorów PCA, co zaowocowało utrzymaniem
akredytacji w zrestrukturyzowanych laboratoriach badawczych IŁ-PIB.
39. Opracowanie i wykonanie zestawu badaniowego dla urządzeń szerokopasmowych ADSL
Opracowano i wykonano model zakłóceń wymaganych w dokumencie ETR 328 (model B).
Wykonany model zakłóceń stanowi uzupełnienie stanowiska badaniowego, w skład którego
wchodzi linia sztuczna oraz model szumów A. Dodatkowo stanowiska pomiarowe urządzeń
szerokopasmowych ADSL wyposażono w odpowiednie procedury badaniowe wykorzystujące
posiadaną aparaturę. Skonstruowano tanie narzędzie do badania systemu ADSL oraz zdobyto
doświadczenia pozwalające na wykonanie podobnych stanowisk dla innych systemów
szerokopasmowych, lub częściowego ich wyposażenia w symulatory linii i źródła zakłóceń.
Przewidziano wykorzystanie pracy przy budowie stanowiska do testowania modemów ADSL w
Laboratorium Badań Urządzeń Szerokopasmowych.
17
40. Weryfikacja metodyki pomiarów amplitudy fluktuacji fazowych w sygnale cyfrowym z
zastosowaniem właściwości widma częstotliwościowego sygnału z modulacją położenia
impulsu PPM dla analizatorów PDH/SDH
W 2004 r. opracowano nową metodę pomiaru amplitudy fluktuacji fazowych wykorzystując
właściwości widma częstotliwościowego sygnału z modulacją położenia impulsu PPM. Stworzona
została dokumentacja metrologiczna obejmująca trzy dokumenty: procedurę, metodykę i
stanowisko pomiarowe dotyczące wzorcowania generatorów i mierników fluktuacji fazowych.
Laboratorium uzyskało akredytację PCA w zakresie metody pomiaru amplitudy fluktuacji
fazowych w sygnale cyfrowym przy wykorzystaniu właściwości widma częstotliwościowego
sygnału z modulacją położenia impulsu PPM.
Niniejsza praca stanowi kontynuację pracy wykonanej w 2004 r. Jej celem jest weryfikacja
metodyki pomiarów amplitudy fluktuacji fazy w sygnale cyfrowym dla analizatorów transmisji
PDH/SDH i na podstawie przeprowadzonych, w oparciu o opracowaną procedurę pomiarów,
wystawienie świadectwa wzorcowania na generator i miernik fluktuacji fazowych przyrządu
ANT-20SE, będącego przyrządem wzorcowym Laboratorium.
W ramach pracy zweryfikowano opracowaną metodykę pomiarów. Walidacja metody pomiarowej
została przeprowadzona we wszystkich punktach pomiarowych. Dzięki temu uzyskano przyrząd
wzorcowy mogący służyć do wzorcowania innych analizatorów dostarczanych przez klientów
według nowej metody. Uzyskano możliwość określenia amplitudy wprowadzanych i odbieranych
fluktuacji fazowych z bardzo małą niepewnością, co pozwoliło na poprawę zdolności pomiarowej
Laboratorium w odniesieniu do pomiarów amplitudy fluktuacji fazowych zgodnie z procedurą
LMEEiO/27.
41. Komputerowe stanowisko do wzorcowania generatorów podstawy czasu w
częstościomierzach cyfrowych
Temat pracy obejmował automatyzację stanowiska pomiarowego oraz opracowanie dokumentacji
dotyczącej wzorcowania generatorów podstawy czasu w częstościomierzach cyfrowych. Praca
została wykonana w oparciu o posiadaną w laboratorium aparaturę firm Hewlett-Packard i
Stanford Research Systems oraz oprogramowanie LabVIEW/LabWindows, zgodnie z
wymaganiami zawartymi w dokumentacji metrologicznej obowiązującej w Laboratorium i
zatwierdzonej przez auditora technicznego Polskiego Centrum Akredytacji.
Został opracowany i uruchomiony program komputerowy STABILITY do wzorcowania
generatorów podstawy czasu w częstościomierzach cyfrowych oraz dokumentacja zgodna z
systemem jakości (algorytm, instrukcja).
42. Opracowanie nowej metodyki pomiarowej dla telekomunikacyjnych urządzeń
końcowych wynikającej z wypełnienia przez operatorów wymogów art. 137 ustawy
Prawo telekomunikacyjne
Przeniesienie Dyrektyw nowego podejścia do prawodawstwa polskiego wymusiło konieczność
wykonywania badań rynkowych przez Centralne Laboratorium Badawcze IŁ na zgodność z
Wymaganiami Technicznymi Operatora. Wymagało to opracowania i wdrożenia nowych metod
badawczych dla telekomunikacyjnych urządzeń końcowych dołączanych do publicznej sieci
telekomunikacyjnej PSTN na zgodność z tymi wymaganiami.
Na podstawie tych metod została opracowana instrukcja i procedura badawcza umożliwiająca
oferowanie nowego zakresu usług rynkowych w zakresie badań, a także umożliwiająca
rozszerzenie akredytacji Polskiego Centrum Akredytacji o nowy rodzaj badań tych urządzeń.
Wprowadzenie do stosowania nowej instrukcji i procedury badawczej wymagało przeprowadzenia
procesu walidacji tzn. wykazania, że przyjęte metody badań są właściwe do zamierzonego
zastosowania oraz oszacowania niepewności pomiarów właściwej dla danej metody badawczej.
W ramach pracy przygotowano poniższe dokumenty:
- Procedura badawcza CL3/PSTN/TP „Badania telekomunikacyjnych urządzeń końcowych na
zgodność z Wymaganiami Technicznymi Operatora (WTO) na analogowy dostęp do sieci
PSTN/TP”.
18
-
Oszacowanie niepewności pomiarów w badaniach parametrów elektrycznych
telekomunikacyjnych urządzeń końcowych dołączanych do sieci PSTN.
- Wzór sprawozdania z wykonanych badań aparatu telefonicznego na zgodność z WTO TP S.A.
- Instrukcja pomiarowa CL3/TP „Badanie odporności urządzeń abonenckich na przepięcia z
linii.
Opracowana i wdrożona nowa metoda badawcza telekomunikacyjnych urządzeń końcowych
dołączanych do sieci PSTN na zgodność z WTO operatora sieci TP S.A., umożliwia rozszerzenie
zakresu usług oferowanych przez laboratorium CLB klientom wprowadzającym swoje urządzenia
na rynek. W kraju nie istnieje inne laboratorium wykonujące tego typu badania.
43. Opracowanie i wdrożenie oprogramowania do analizy propagacyjno-sieciowej w
radiofonii rozsiewczej pracującej w systemie DRM w zakresie fal średnich i długich
Etap 1. Opracowanie i wdrożenie oprogramowania do analizy propagacyjno-sieciowej w
radiofonii rozsiewczej w systemie DRM w zakresie fal średnich i długich w języku Delphi
Na podstawie opracowanego w 2004 roku algorytmu zostało napisane w języku Delphi
oprogramowanie przeznaczone do analizy propagacyjno-sieciowej w radiofonii rozsiewczej z
zakresów fal długich i średnich.
Przewidziano, że oprogramowanie będzie wykorzystywane do świadczenia usług
prognostycznych dla podmiotów zainteresowanych budową sieci radiofonicznych pracujących w
systemach AM i DRM. Będzie służyło w pracach nad metodami tworzenia sieci radiofonicznych
w zakresach długo i średniofalowym.
Etap 2. Analiza sieciowo-propagacyjna synchronicznej sieci nadajników średniofalowych w
Polsce opartej na planie częstotliwości GE75 z punktu widzenia wykorzystania jej jako sieci
pracującej w systemie DRM
Przedstawiono wyniki obliczeń zasięgów średniofalowych stacji w czterech zarejestrowanych
Polskich sieciach synchronicznych i stwierdzono, że możliwe jest pokrycie kraju jednym
programem w ponad 50% obszaru za pomocą tych czterech sieci na fali powierzchniowej.
Zaproponowano sposób pokrycia całego obszaru kraju za pomocą fali jonosferycznej.
Przedstawiono sposób na obliczanie zasięgów sieci stacji synchronicznych przy wykorzystaniu
oprogramowania opracowanego w etapie 1 pracy. Przewidziano, że po rozszerzeniu i wdrożeniu
tego oprogramowania możliwe będzie wykorzystanie go w pracach nad sieciami średniofalowymi.
44. Prognozowanie łączności radiowej w zakresach częstotliwości 20 – 60 GHz w cyfrowych
systemach dostępowych i liniach radiowych horyzontowych
Zadanie 1. Opracowanie algorytmu oprogramowania do projektowania radiowych
systemów dostępowych zakresu milimetrowego w terenie zabudowanym w zakresie
częstotliwości 20 – 60 GHz
Opracowanie zawiera algorytm prognozowania łączności radiowej w zakresach częstotliwości 2060 GHz w warunkach zabudowy miejskiej oraz opisy podstawowych zjawisk mających wpływ na
rozchodzenie się fal radiowych w tych warunkach. Do oszacowania tłumienia trasy wykorzystano
model z wykładnikiem. Oszacowanie wykładnika przeprowadzono za pomocą statystycznego
modelu na podstawie liczby i rozkładu przeszkód na trasie. Algorytm prognozowania uwzględnia
wpływ zjawisk atmosferycznych i tłumienie dyfrakcyjne.
Zadanie 2. Optymalizacja projektowania łączności w systemach cyfrowych horyzontowych
linii radiowych zakresu fal milimetrowych
Dla zwiększenia zakresu prognozy przy projektowaniu tras horyzontowych linii radiowych w
zakresie do 57 GHz opracowano algorytm zmian w opracowanym uprzednio w IŁ
oprogramowaniu TrasaZ. Wprowadzono opis profilu z dowolnym krokiem stałym lub zmiennym,
co pozwala na korzystanie z map numerycznych rzeźby terenu. Rozszerzono możliwości
wykonywania prognoz dla dowolnych przedziałów czasu. Wprowadzono możliwość oszacowania
parametrów odbioru przestrzennego i uwzględniono w prognozie destrukcyjne wpływy zjawiska
depolaryzacji.
Przewidziano, że oprogramowanie będzie wykorzystane przy projektowaniu horyzontowych linii
radiowych oraz w pracach badawczych dotyczących rozchodzenia się fal radiowych w zakresie do
57 GHz.
19
45. Trójparametrowe formowanie charakterystyk promieniowania anten inteligentnych
w systemach komórkowych trzeciej i czwartej generacji
Praca stanowi kontynuację i rozwinięcie tematyki anten inteligentnych prowadzonych w Instytucie
Łączności od roku 2003. Wprowadzenie systemów komórkowych trzeciej i czwartej generacji
uwarunkowane jest rozwojem technologii takich anten. Bez implementacji tego rodzaju anten
zarówno po stronie stacji bazowych jak i terminali abonenckich systemy takie nie będą mogły być
w praktyce użytkowane. Niniejsza praca dotyczyła zagadnień teoretycznych występujących przy
trójparametrowym formowaniu charakterystyk promieniowania anten inteligentnych. Do ich
rozwiązania stosuje się złożony aparat matematyczny będący przedmiotem prac grupy
naukowców z Instytutu Podstawowych Problemów Matematyki i Mechaniki Ukraińskiej
Akademii Nauk ze Lwowa. W pracy przedstawiono w skrócie zarys stosowanej do rozwiązywania
tego typu problemów uogólnionej metody drgań własnych rezonatorów zamkniętych i otwartych,
to jest anten. W pracy przedstawiono także wyniki najnowszych badań nad zastosowaniem w
technice antenowej nowych metamateriałów o ujemnym współczynniku refrakcji. Bez
zastosowania tych sztucznie stworzonych przez człowieka i nie występujących w przyrodzie
materiałów, realizacja złożonych anten inteligentnych jest w praktyce nie możliwa.
Przeprowadzono analizę materiałów i opracowano algorytmy postępowania związane z
projektowaniem anten inteligentnych stosowanych w systemach komórkowych trzeciej i czwartej
generacji. Przy współpracy z zespołem badawczym Instytutu Podstawowych Problemów
Matematyki i Mechaniki przedstawiono teoretyczne przesłanki stosowane do rozwiązywania
zagadnień anten inteligentnych za pomocą uogólnionej metody drgań własnych rezonatorów
zamkniętych i otwartych, jakimi są szyki antenowe.
46. Badanie rozchodzenia się fal radiowych wewnątrz budynków
Etap 1. Opracowanie metody prognostycznej przydatnej w praktyce, wykorzystując
istniejące wyniki badań światowych
W opracowaniu przedstawiono dwa algorytmy do prognozowania rozkładów mocy sygnałów
radiowych wewnątrz budynku. Pierwszy, zalecany przez ITU, jest statystycznym modelem
tłumienia z wykładnikiem. Drugi dotyczy oszacowania wpływu rozproszenia fal radiowych na
tłumienie tych fal. Dla dokonania oszacowania wykorzystuje on modele geometryczne, jak
podział pomieszczenia na prostokąty czy elipsę do ograniczenia obszaru rozproszenia. Do
prawidłowego oszacowania niezbędna jest również wiedza o własnościach elektrycznych
materiałów, z których zbudowane są przeszkody w badanych pomieszczeniach.
Opracowane algorytmy w postaci kodu oprogramowania komputerowego będą przydatne przy
tworzeniu projektów nowych sieci dostępowych wewnątrz budynków, do sprawdzenia
istniejących sieci oraz w pracach badawczych.
Etap 2. Opracowanie metody prognostycznej przydatnej w praktyce, wykorzystując
istniejące wyniki badań
Pomiary przeprowadzono na dwóch częstotliwościach: 2,442GHz i 5,6GHz z udziałem generatora
sygnałowego, analizatora widma i anten ćwierćfalowych zainstalowanych na II piętrze budynku
głównego Instytutu Łączności w Warszawie. Zbadano rozkłady mocy sygnałów radiowych
wzdłuż korytarza oraz w kilku pomieszczeniach. Otrzymane wyniki porównano z wynikami
obliczeń. Uzyskane doświadczenie będzie bardzo przydatne w prowadzeniu tego rodzaju
pomiarów w przyszłości.
47. Rozbudowa narzędzia informatycznego do prognozowania zasięgów stacji radiowych
użytkowanych we współczesnych systemach radiokomunikacyjnych
Podstawą planowania sieci czy systemów radiowych oraz określenia warunków ich wzajemnej
kompatybilności są analizy zasięgowe stacji. Wymagają one znajomości rozkładu natężenia pola
elektrycznego w otoczeniu poszczególnych stacji. Rozkłady takie wyznaczane są w wyniku
długotrwałych analiz propagacyjnych, które z racji dużego stopnia komplikacji i czasochłonności
najczęściej prowadzone są komputerowo. Szczególnie w przypadku współczesnych sieci
radiokomunikacyjnych, składających się niejednokrotnie z tysięcy stacji, proces projektowania
wymaga przetworzenia olbrzymiej liczby danych i nie może być prowadzony bez zastosowania
20
specjalistycznych narzędzi informatycznych. Powstałe w wyniku pracy oprogramowanie
umożliwia prowadzenie obliczeń i analiz w celu prognozowania zasięgów stacji radiowych
użytkowanych we współczesnych systemach radiokomunikacji ruchomej lądowej, morskiej,
radiofonii UKF i telewizji analogowej. Możliwe jest również prowadzenie złożonych analiz
sieciowych dla współczesnych cyfrowych systemów radiokomunikacyjnych i radiodyfuzyjnych.
Utworzony system obliczeniowy może znaleźć szerokie wykorzystanie w licznych pracach
rynkowych i naukowo-badawczych, jako narzędzie planistyczne i pomoc w procesie badań nad
zastosowaniem i weryfikacją metod obliczeniowych i rozwiązań technicznych, stosowanych w
odniesieniu do istniejących i planowanych systemów radiowych. Zakres prac zrealizowanych w
bieżącym roku umożliwia podjęcie prac rynkowych związanych z planowaniem sieci DVB-T
(Telewizja Polska, Operatorzy), oraz prowadzeniem przez Instytut Łączności, w uzgodnieniu z
właściwym Ministerstwem, prac przygotowawczych przed Regionalną Konferencją
Radiokomunikacyjną RRC-06 ITU, dotyczących m.in. opracowania różnych metod planowania
sieci SFN DVB-T (Instytut Łączności jest jedyną placówką naukową w kraju zajmującą się tą
tematyką).
48. Analiza porównawcza algorytmów kodowania sygnału wizyjnego MPEG 2 i MPEG 4 w
celu określenia liczby programów w multipleksie
Praca obejmowała przeprowadzenie analizy porównawczej standardów kodowania MPEG 2 i
AVC /H264 (MPEG 4) z punktu widzenia liczby programów telewizyjnych w multipleksie.
Omówiono ogólne właściwości standardów MPEG 2 i AVC/H264, zakres ich stosowania, opłaty
licencyjne oraz dostępność sprzętu. Stwierdzono, że standard AVC/H264 umożliwia przesłanie w
multipleksie dwukrotnie większej liczby programów telewizyjnych niż standard MPEG 2, jest
standardem przyszłościowym i jako taki znajduje coraz szersze zastosowanie. Celowym jest więc
wprowadzenie go do próbnych emisji.
Opracowana analiza będzie stanowić materiał pomocniczy do wyboru standardu kodowania dla
telewizji naziemnej w Polsce.
49. Poziom sygnału OFDM modelowej sieci SFN w paśmie podstawowym w oparciu o
fazorowy model sygnału
Systemy z modulacją OFDM są bazą cyfrowej rozsiewczej radiofonii, telewizji, oraz systemów
WLAN w krajach UE. Fazorowy model sygnału OFDM, zaproponowany w pracy, daje możliwość
rozszerzenia analiz propagacyjnych dla sieci SFN OFDM na prognozowanie stanu kanału dla
poszczególnych podnośnych symboli OFDM w wybranych punktach obszaru sieci. Stwarza to
m.in. możliwość optymalnego doboru parametrów układów korekcyjnych odbiornika w różnych
wariantach sieci. W pracy, obok analizy charakterystycznych linii dla układu dwu nadajników
przedstawiono algorytm zastosowania modelu fazorowego oraz zaprezentowano szereg
przykładów zastosowania modelu fazorowego sygnału dla modelu sieci SFN od dwu do
dziewiętnastoelementowej.
Zastosowanie metody fazorowej sygnału OFDM pozwala na szczegółowe analizy sygnału w
sieciach SFN, czy ogólniej – w warunkach propagacji wielodrogowej. Aby metoda stała się
uznanym narzędziem planowania, wymaga dalszego rozbudowania w celu przejścia od modelu
sieci SFN do ich realnych konfiguracji z uwzględnieniem topografii i rzeźby terenu. Metoda
wymaga też rozpowszechnienia i weryfikacji na forum międzynarodowym.
50. Kompendium wykorzystania widma elektromagnetycznego a rekonfiguracja polskich
sieci stacji UKF FM w wybranym rejonie kraju
Problem możliwości doplanowania nowych częstotliwości oraz wprowadzenia koniecznych zmian
w istniejących sieciach stacji UKF FM jest nadal aktualny nie tylko w kraju, ale również w całej
Europie, mimo coraz większej skali wprowadzania cyfryzacji radiofonii. W ramach projektu
uaktualniono bazę stacji UKF FM oraz na podstawie danych z GUS uaktualniono bazę ludności w
województwach i wybranych powiatach. Przeprowadzono analizę pokrycia wybranymi
programami obszaru Polski.
Analiza aktualnego stanu sieci stacji UKF FM pracujących w kraju wykazała istnienie wielu
obszarów, gdzie występuje zbyt mały zasięg lub całkowity brak niektórych programów
21
radiowych. Szczegółowo rozważono stan pokrycia dla dwóch sieci ogólnopolskich: PR I
Polskiego Radia i Radia ZET.
W wybranym rejonie podjęto próbę doplanowania nowej częstotliwości. Wykorzystano do analiz
widma zajętości w rozpatrywanym rejonie, statusy pozwalające na szybką wstępną ocenę
możliwości potencjalnie wolnych kanałów.
W ramach projektu uzyskano następujące efekty:
- uaktualniono bazę stacji UKF FM,
- uaktualniono bazę ludności w województwach i wybranych powiatach,
- przeprowadzono analizę pokrycia wybranymi programami obszaru Polski,
- wykonano analizę aktualnego stanu wybranych sieci stacji UKF FM.
Wykonany projekt wykazał jak ważny jest sposób osiągnięcia pełniejszego wykorzystania widma.
Zakres zrealizowanych prac umożliwia podjęcie prac rynkowych związanych z planowaniem sieci
UKF FM zarówno dla nadawców komercyjnych jak i państwowych oraz dla regulatorów rynku.
51. Badanie emisji promieniowanych w komorze BGF przy wykorzystaniu metod
alternatywnych
Przedstawiono sposób określania emisji zaburzeń promieniowanych przez urządzenia za pomocą
tzw. metod alternatywnych. Określono metody wyznaczania funkcji przejścia dla komory BGF,
która to funkcja umożliwia zastosowanie komory BGF jako metody alternatywnej pomiaru emisji
zaburzeń promieniowanych. Wskazano metodę, która pozwoli najdokładniej wyznaczyć funkcję
przejścia dla komory BGF, opierając się na podstawowych założeniach metod alternatywnych.
Wyznaczono współczynniki korekcyjne dla komory BGF, dzięki czemu powstało stanowisko
pomiarowe, które może być wykorzystywane jako stanowisko do badań wstępnych urządzeń pod
kątem emisji zaburzeń promieniowanych częstotliwości radiowych. Przedstawiono sposób
modernizacji komory BGF Instytutu Łączności. Wytypowano i zakupiono odpowiednie absorbery,
które zostaną zainstalowane na ścianach komory BGF..
Powstało stanowisko pomiarowe, które może być wykorzystywane jako stanowisko do badań
wstępnych urządzeń pod kątem emisji zaburzeń promieniowanych częstotliwości radiowych.
Wskazano metodę, która pozwoli najdokładniej wyznaczyć funkcję przejścia dla komory BGF.
Metoda ta zostanie wykorzystana w przygotowywanej pracy doktorskiej.
52. Metody optymalnego wykorzystania widma radiowego przez sieci naziemne radiodyfuzji
cyfrowej
Celem pracy było opracowanie metod optymalnego wykorzystania widma w naziemnej
radiodyfuzji cyfrowej. Zwrócono uwagę na ważność efektywnego wykorzystania widma
radiowego oraz wpływ na optymalne jego wykorzystanie, takich cech jak: wybór odpowiedniego
standardu technologicznego, problemy współużytkowania widma z innymi służbami radiowymi,
metodę projektowania sieci (MFN, SFN). Wykazano wyższość techniki jednoczęstotliwościowej
SFN nad techniką MFN w zakresie efektywnego wykorzystania widma. Opracowano zasady i
zalecenia planowania sieci SFN dla telewizji cyfrowej DVB-T. Na ich podstawie wykonano
przykładowe analizy. Podano przykłady projektów wykonanych dzięki niniejszej pracy.
Załączono opis metod sumowania statystycznego wielu sygnałów radiowych.
Opracowano metody planowania radiowego na potrzeby naziemnej radiodyfuzji cyfrowej DVB-T,
DVB-H, T-DAB. Wskazano optymalne rozwiązania dotyczące planowania sieci SFN, pokrycia
sygnałem, zapewnienia usług o założonym poziomie jakości użytkownikom terminali
przenośnych oraz ruchomych. Wykonano przykładowe analizy planistyczne, sformułowano
zalecenia odnośnie planowania sieci. Wskazano rozwiązania optymalnego wykorzystania widma
radiowego, biorąc pod uwagę techniki planowania, technologie radiowe i konieczność
współużytkowania widma z innymi służbami radiowymi. Opracowane metody znajdują
zastosowanie w oprogramowaniu wykonanym w IŁ-PIB (MZ.NET), w projektach realizowanych
na potrzeby administracji państwowej czy operatorów i/lub nadawców radiowych i telewizyjnych.
Mogą zostać wykorzystane w pracach Międzyresortowego Zespołu ds. Wdrażania Naziemnej
Radiodyfuzji Cyfrowej czy w pracach organizacji międzynarodowych CEPT i ITU oraz w
przygotowaniach administracji państwowej do Regionalnej Konferencji Radiokomunikacyjnej
RRC’06.
22
53. Oprogramowanie MTV-link do projektowania i weryfikowania parametrów
mikrofalowych linii radiowych
W ramach pracy przeanalizowano różne modele propagacji fal radiowych i ich przydatność dla
konkretnych zastosowań. Po przeanalizowaniu i określeniu wymogów, które powinien spełniać
system MTV-link stworzono jego projekt w języku UML. Do implementacji w tym etapie
wybrane zostały podstawowe moduły służące do obliczania tłumienia sygnału w wolnej
przestrzeni oraz zgodnie z modelem propagacyjnym ITM/Longley-Rice.
W wyniku pracy uzyskano podstawową wersję aplikacji MTV-link, która po rozbudowaniu o
dodatkowe funkcjonalności i moduły może być wykorzystana do projektowania sieci
radiokomunikacyjnych.
RYNEK TELEKOMUNIKACYJNY, TELEINFORMATYCZNY I POCZTOWY;
USŁUGI ŁĄCZNOŚCI ELEKTRONICZNEJ I USŁUGI POCZTOWE;
ZAGADNIENIA REGULACYJNE, EKONOMICZNE, RYNKOWE, SPOŁECZNE
I ROZWOJOWE
54. Rozwój rynku telekomunikacyjnego w warunkach obecności polski w Unii Europejskiej
W pracy zawarto analizę rozwoju rynku usług telekomunikacyjnych w Polsce ze szczególnym
uwzględnieniem zdarzeń zachodzących w ostatnim czasie, zwłaszcza w 2005 roku. Analiza
obejmuje rynek telekomunikacyjnych usług stacjonarnych, w tym przede wszystkim usług
telefonicznych (głosowych) oraz internetu, a także mobilnych, przede wszystkim telekomunikacji
komórkowej. W pracy uwzględniono także rynek mediów elektronicznych (radia i telewizji),
wskazując na coraz większe znaczenie tej dziedziny dla rozwoju całego rynku telekomunikacji,
wobec mającego wkrótce nastąpić wdrożenia rządowego programu cyfryzacji naziemnej telewizji
programowej. Sformułowano wnioski odnośnie perspektyw rozwojowych całego rynku
komunikacji elektronicznej w Polsce w najbliższej i dalszej perspektywie.
Wyniki pracy będą wykorzystane przez organy regulacji rynku telekomunikacyjnego. Będą
przygotowane publikacje.
55. Opracowanie aktów prawnych i innych dokumentów dla administracji państwowej
W związku z koniecznością aktywnej współpracy z organami administracji państwowej szczebla
centralnego i terenowego zaistniała potrzeba włączenia ekspertów z Instytutu w zadania
realizowane przez te organy. Ministerstwo Infrastruktury a następnie Ministerstwo Transportu i
Budownictwa regularnie przesyła do zaopiniowania dokumenty, w tym projekty aktów prawnych
(najczęściej projekty rozporządzeń). Pracownicy Instytutu na podstawie posiadanej wiedzy oraz
dokumentów źródłowych: Dyrektyw Komisji Europejskiej i innych dokumentów UE, norm ETSI,
zaleceń ERC, zaleceń CEPT, Polskich Norm, ustaw i innych aktów prawnych przygotowują
opinie do przesłanych dokumentów, jak również biorą udział w panelach ekspertów oceniających
wnioski ZPORR. Celem niniejszej pracy było przede wszystkim opiniowanie aktów prawnych
kierowanych do Instytutu. W ramach niniejszej pracy przygotowano opinie do następujących
dokumentów:
- Projektu zmian ustawy Prawo telekomunikacyjne;
- Projektu rozporządzenia w sprawie wymagań technicznych i eksploatacyjnych dla urządzeń
konsumenckich służących do odbioru cyfrowych transmisji telewizyjnych;
- Projektu rozporządzenia w sprawie dokonywania oceny zgodności aparatury z zasadniczymi
wymaganiami dotyczącymi kompatybilności elektromagnetycznej oraz sposobu jej
oznakowania;
- Projektu rozporządzenia w sprawie zakresu oferty ramowej o dostępie telekomunikacyjnym w
zakresie połączeń sieci, łączy dzierżawionych oraz uwolnienia lokalnej pętli abonenckiej;
- Projektu rozporządzenia w sprawie rodzajów zezwoleń dla służby radiokomunikacyjnej
amatorskiej;
23
-
Projektu rozporządzenia zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie;
- Projektu rozporządzenia Ministra Infrastruktury zmieniającego rozporządzenie w sprawie
dokonywania oceny zgodności telekomunikacyjnych urządzeń końcowych przeznaczonych do
dołączania do zakończeń sieci publicznej i urządzeń radiowych z zasadniczymi wymaganiami
oraz ich oznakowania;
- Projektu rozporządzenia w sprawie urządzeń radiowych nadawczych lub nadawczoodbiorczych, które mogą być używane bez pozwolenia radiowego.
W ramach pracy wzięto również udział w kilku spotkaniach sejmowej Komisji Infrastruktury
poświęconych tematyce rynku telekomunikacyjnego i pocztowego jak również w naradach
organizowanych w Ministerstwie Infrastruktury dotyczących problematyki telekomunikacyjnej i
pocztowej.
56. Rozwój informatyzacji sektora administracji publicznej w Polsce na tle rozwoju tego
sektora w innych krajach Unii Europejskiej
Praca zawiera ocenę stopnia rozwoju sektora administracji publicznej w Polsce pod kątem
rozwoju elektronizacji usług eGovernment i informatyzacji krajowych urzędów państwowych.
Rozwój informatyzacji sektora administracji publicznej w Polsce przestawiony został w wielu
aspektach: na tle wybranych krajów Unii Europejskiej, jako pochodna inicjatyw podejmowanych
w wymiarze europejskim (program eEuropa) i krajowym (strategia ePolska), jako element
programu Wrota Polski, (w ramach którego realizowane są projekty związane z elektronizacją
tego sektora), na przykładzie realizacji abstrakcyjnego projektu terenowego eUrzędu administracji
publicznej oraz na podstawie przeglądu najnowszych projektów związanych z informatyzacją
krajowych urzędów administracji publicznej.
Praca dostarcza informacji dotyczących poziomu elektronizacji usług eGovernment dla obywateli
i przedsiębiorstw w Polsce oraz we Francji, Holandii, Finlandii i Słowenii. W odniesieniu do
Polski jest w niej zawarta ocena stopnia rozwoju tych usług w skali kraju i regionów oraz ocena
informatyzacji urzędów administracji publicznej (z podziałem na urzędu centralne i terenowe).
Dokonano porównania uśrednionej wartości rozwoju tych usług w latach 2002-2004 w Polsce i w
wybranych krajach EU w tym okresie.
Wyniki pracy dotyczące oceny stopnia informatyzacji urzędów administracji publicznej (stanu
zaawansowania i barier) oraz oceny rozwoju usług eGovernment w Polsce (lub na tle rozwoju w
innych krajach europejskich) mogą stanowić wsparcie dla zainteresowanych tą tematyką urzędów
centralnych (zwłaszcza ministerstwa odpowiedzialnego za sprawy informatyzacji kraju). Planuje
się wykorzystanie wyników w innych pracach związanych z tematyką usług eGovernment (np. w
pracy dotyczącej oceny perspektyw rozwoju tych usług w świetle strategii ePolska i
zapotrzebowania społecznego na tego rodzaju usługi w Polsce i w innych w krajach UE).
57. Analiza wybranych zagadnień regulacji konkurencji na rynku komunikacji
elektronicznej Unii Europejskiej
W pracy dokonano analizy wpływu regulacji konkurencji, zgodnie z postanowieniami pakietu
regulacyjnego 2002, na podejmowanie nowych inwestycji typu greenfield, niezbędnych do
realizacji nowego etapu strategii lizbońskiej i2010. W ramach analizy dokonano przeglądu
tendencji na rynku komunikacji elektronicznej w celu ustalenia nowych zjawisk, które wymagają
uwzględnienia przy realizacji polityki regulacji konkurencji na tym rynku. Obok tego
przedstawiono w zarysie zasady regulacji konkurencji na badanym rynku na obecnym etapie, z
uwypukleniem szczególnej roli konkurencji usługowej oraz zależności między realizowaną
polityką regulacyjną a inicjatywami inwestycyjnymi i innowacyjnymi operatorów. Na podstawie
analizy dokumentów, wypowiedzi oraz materiałów prasowych przedstawiono krytyczne
spojrzenie na regulację konkurencji w nowych warunkach biznesowych w Unii Europejskiej,
zwracając przy tym szczególną uwagę na rozwój usług dostępu szerokopasmowego.
DZIAŁALNOŚĆ WSPOMAGAJĄCA BADANIA
24
58. V Międzynarodowa Konferencja Wspomagania Decyzji w Telekomunikacji i
Społeczeństwie Informacyjnym DSTIS-2005
Przeprowadzono działania organizacyjne, wspomagające Vth International Conference on
Decision Support in Telecommunications and Information Society DSTIS-2005 (V
Międzynarodowa Konferencja Wspomagania Decyzji w Telekomunikacji i Społeczeństwie
Informacyjnym DSTIS-2005), która odbyła się w dniach 1-3 września 2005 w Instytucie
Łączności.
59. Przygotowanie wniosku o kontynuację udziału Instytutu Łączności w sieci doskonałości
NEXWAY, organizacja warsztatów "NEXWAY-05”
Przeprowadzono działania stanowiące bazę udziału Instytutu jego potencjalny wkład do projektu
CRUISE w 6. Programie Europejskim. Projekt CRUISE jest kontynuacją zakończonego w 2004 r.
projektu NEXWAY
Główny zakres badań powierzony Instytutowi to rozpoznawanie otoczenia radiowego (ROR)
metodami korelacyjnymi, szczególne zastosowanie anten inteligentnych w systemach ROR oraz
wprowadzenie problematyki sensoringu do wirtualnego i zdalnego laboratorium edukacyjnego.
Wstępem do udziału w projekcie CRUISE były warsztaty PPWC-05, zorganizowane w Instytucie
Łączności w czerwcu 2005 r.
Wyniki dotychczasowych prac zostaną wykorzystane do realizacji zadań w tym projekcie, jako
naturalna ich kontynuacja.
60. Współpraca międzynarodowa w ramach ITU-R i ITU-T w zakresie QoS, telewizji
cyfrowej i usług multimedialnych
Praca jest związana z udziałem w pracach ITU-R i ITU-T, wynikającym z pełnionych przez
pracownika IŁ funkcji: wiceprzewodniczącego WP 6Q (Quality) ITU_R oraz specjalnego
reportera PS Q 2/9 ITU-T. Opracowane dokumenty zostały przyjęte przez Grupy Studiów i są
podstawą dalszych prac. Inne dokumenty opracowane podczas posiedzeń znajdują zastosowanie w
pracach prowadzonych w IŁ-PIB.
61. Prace merytoryczne dotyczące udziału w zespołach technicznych przy
Międzyresortowym Zespole ds. Wdrażania telewizji cyfrowej w Polsce
Praca jest związana z udziałem pracowników IŁ-PIB w pracach zespołów technicznych ds.
techniki i sprzętu oraz planowania częstotliwości, w szczególności przy opracowywaniu Projektu
Rozporządzenia oraz WTE dotyczących urządzeń odbiorczych telewizji i radiofonii cyfrowej.
Opracowany Projekt Rozporządzenia oraz WTE po uzgodnieniach wewnątrz resortowych zostały
przekazane do uzgodnień międzyresortowych.
62. Dofinansowanie organizacji warsztatów ”Policy Issues in an Open Market
Warsztaty „Policy Issues in an Open Market” stanowiły część działalności Instytutu Łączności w
sieci doskonałości zorganizowanej przez International Telecommunication Union (ITU). W sieci
tej Instytut Łączności jest odpowiedzialny za zagadnienia regulacyjne. Warsztaty zostały
zorganizowane przy udziale Urzędu Regulacji Telekomunikacji i Poczty.
63. Organizacja warsztatów 2nd Workshop on the Prospects of Personal Wireless
Communications
Zorganizowano warsztaty w ramach współpracy z siecią NEXWAY, której IŁ jest członkiem od
stycznia 2004 r. Warsztaty stanowiły imprezę towarzyszącą The 5th Conference of WUT on
Virtual University - VU'2005 oraz stanowiły część działalności Instytutu Łączności w sieci
doskonałości zorganizowanej przez International Telecommunication Union (ITU).
25
64. Opracowanie programów warsztatów i seminariów Instytutu Łączności oraz tematów i
treści innych form działalności edukacyjnej realizowanej przez Ośrodek Kształcenia w
roku
Opracowano tematykę i treści oraz zorganizowano 15 warsztatów o tematyce dotyczącej
aktualnych zagadnień telekomunikacji.
Ponadto opracowano program nowego kierunku Studiów Podyplomowych „Teleinformatyka
Stosowana”, a od października 2005 r. uruchomiono dwusemestralne studia na tym kierunku.
Zastosowano mieszany model kształcenia, z wykorzystaniem internetowego portalu
edukacyjnego.
65. Prace przygotowawcze 18. Międzynarodowego Sympozjum Kompatybilności
Elektromagnetycznej
Przygotowano naukowo i organizacyjnie 18. Międzynarodowego Sympozjum Kompatybilności
Elektromagnetycznej EMC-2006 we Wrocławiu.
66. Zapewnienie łączności komputerowej
Dofinansowano koszty modernizacji sieci komputerowych Instytutu Łączności.
67. Działania Ośrodka Informacji Naukowej wspierające naukę
Dofinansowano działalność biblioteki naukowej, informacji naukowej, normalizacji, redakcji oraz
działania wspierające udział IŁ-PIB w 6PR.
68. Przygotowanie wniosku Centrum rozwoju szerokopasmowych technik dostępowych w
ramach funduszy strukturalnych
Opracowano dwa wnioski o pomoc finansową z Europejskich Funduszy Strukturalnych.
Uzyskanym efektem jest zatwierdzony i przyjęty do realizacji projekt na utworzenie Sieci
współpracy w zakresie rozwoju szerokopasmowych technik dostępowych dla regionu
mazowieckiego. Wyniki pracy zostały ponadto wykorzystane do opracowania kolejnych
wniosków, skierowanych do Urzędów Marszałkowskich Województw: podlaskiego, pomorskomazurskiego, łódzkiego i świętokrzyskiego.
DZIAŁALNOŚĆ NAUKOWO BADAWCZA NA RZECZ LABORATORIUM
(finansowana ze środków własnych IŁ)
69. Opracowanie dokumentacji metrologicznej do wzorcowania analizatorów PCM
niezbędnej do rozszerzenia akredytacji Laboratorium
Przygotowano ostateczną wersję dokumentacji metrologicznej zgodnej z wymaganiami normy
PN-EN ISO/IEC 17025:2001 dla laboratoriów wzorcujących w odniesieniu do analizatorów PCM.
Wykonano wzorcowanie analizatora PCM-4, dzięki czemu stał się przyrządem wzorcowym i
wykorzystując jego możliwości dokonano weryfikacji procedury pomiarowej. Ponadto dokonano
walidacji metod pomiarowych, co jest niezbędne do uzyskania akredytacji, a także zgodnie z
opracowaną procedurą przeprowadzono wzorcowanie analizatora PCM typu PA-41.
Przewiduje się rozszerzenie zakresu akredytacji o wzorcowanie analizatorów PCM.
70. Prace badawcze mające na celu dostosowanie Laboratorium Badań Urządzeń
Zasilających Łączności (L3) do badań urządzeń na zgodność z Dyrektywą 73/23/EEC i
Dyrektywą
Wprowadzenie Dyrektyw nowego podejścia spowodowało konieczność wykonywania badań
umożliwiających nadanie wyrobom znaku CE, tj. badań bezpieczeństwa i kompatybilności
elektromagnetycznej.
Zrealizowano prace mające na celu dostosowanie laboratorium L3 do badań w tym zakresie. Na
podstawie wcześniej przygotowanych koncepcji stanowisk pomiarowych, opracowano 15
26
instrukcji pomiarowych, dotyczących badań bezpieczeństwa na zgodność z normą PN-EN 609501 oraz badań kompatybilności elektromagnetycznej.
Opracowane instrukcje zostaną wykorzystane, po uzupełnieniu wyposażenia laboratorium w
brakującą aparaturę badawczą, do wystąpienia do PCA o rozszerzenie zakresu akredytacji, co
pozwoli na wykonywanie w laboratorium kompleksowych badań z zakresu bezpieczeństwa i
kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń telekomunikacyjnych.
71. Prace badawczo rozwojowe w dziedzinie metrologii - odtwarzanie i przekazywanie
jednostek miar stosowanych w telekomunikacji
Opracowano procedurę pomiarową i przygotowano opis stanowisk pomiarowych w zakresie
wzorcowania mierników parametrów instalacji elektrycznych zwanych również uniwersalnymi
miernikami instalacji elektrycznych.
Opracowane dokumenty będą stanowiły podstawę do wystąpienia do Polskiego Centrum
Akredytacji o rozszerzenie zakresu akredytacji Laboratorium Metrologii Elektrycznej,
Elektronicznej i Optoelektronicznej o wzorcowanie testerów elektrycznych.
72. Budowa i rozwój wzorcowych stanowisk pomiarowych w zakresie wielkich częstotliwości
do 18 GHz - Etap II
Przedstawiono wyniki walidacji metod wzorcowania generatorów, częstościomierzy, mierników i
czujników mocy wielkiej częstotliwości.
Opracowano schematy blokowe stanowisk pomiarowych do wzorcowania analizatorów widma.
Wynikiem prac są porównania wzorcowanych parametrów przyrządów oraz zmodyfikowane
procedury, metodyki pomiarowe oraz opisy stanowisk pomiarowych. Na ich podstawie został
sporządzony wniosek o rozszerzenie zakresu akredytacji.
Ponadto opracowano powstał projekt stanowisk pomiarowych (wykorzystujących posiadaną przez
IŁ-PIB wzorcową aparaturę pomiarową) do wzorcowania analizatorów widma. Wyniki walidacji
metod pomiarowych oraz wniosek, posłużą do rozszerzenia zakresu akredytacji Laboratorium
Metrologii Elektrycznej, Elektronicznej i Optoelektronicznej.
73. Prace na rzecz utrzymania i rozszerzenia akredytacji Laboratorium Metrologii
Elektrycznej, Elektronicznej i Optoelektronicznej
Wykonano prace, których efektem jest utrzymanie systemu jakości w Laboratorium Metrologii
Elektrycznej, Elektronicznej i Optoelektronicznej, zgodnie z obowiązującymi wymaganiami, a w
konsekwencji utrzymanie akredytacji Polskiego Centrum Akredytacji.
74. Walidacja metody pomiaru dyspersji polaryzacyjnej PMD – wymaganie akredytowanego
Laboratorium Badań Urządzeń Światłowodowych
Opracowano metodykę badań i zestawiono układ pomiarowy do badania PMD w światłowodach, a
także zwiększono zakres akredytacji Laboratorium Badań Urządzeń Światłowodowych o badanie
dyspersji polaryzacyjnej PMD.
Opracowano nowe stanowisko pomiarowe ze źródłem szerokopasmowym LED i analizatorem
widma, w oparciu o nadajnik o uproszczonej konstrukcji (bez stabilizacji temperatury, jedynie z jej
monitorowaniem).
Wyniki otrzymane na nowym stanowisku pomiarowym zmniejszają ponad 10-krotnie niepewność
pomiarów, w porównaniu ze stanowiskiem używanym dotychczas. Opracowane stanowisko jest
przeznaczone do wykonywania pomiarów zależności PMD od temperatury, prowadzonych w
ramach europejskiej współpracy naukowej (projekty COST-270 i COST-291).
Opracowano projekt odpowiednich procedur badawczych.
75. Walidacja otwartego pola pomiarowego zlokalizowanego na dachu budynku głównego
IŁ w Warszawie
Przygotowano specyfikację techniczną pola pomiarowego (SIWZ), a następnie nadzorowano
działania wykonawcy pola pod względem zgodności z założeniami. Przygotowano podstawy
teoretyczne metody walidacji wykonanego pola. Opracowano moduły oprogramowania
sterującego aparaturą pomiarową.
27