книги из ГПНТБ / Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник

УДК 621.394.1.001

В учебнике даются основы передачи дискретных сообще­ ний при телеграфной связи и передачи данных: принципы по­ строения основных узлов оконечной аппаратуры, статистиче­ ские характеристики каналов связи, методы повышения досто­ верности передачи дискретных сообщений, коммутация в сетях 'передачи дискретных сообщений и сопряжение оконечной аппа­ ратуры передачи данных с электронно-вычислительными маши­ нами в АСУ.

Учебник предназначен - для слушателей Академии и кур­ сантов высших военных училищ связи. Может быть полезен также инженерно-техническим и научным работникам, зани­ мающимся разработкой, проектированием и эксплуатацией систем передачи данных и телеграфной связи.

Таблиц 33. Иллюстраций 231. Библиография: 78 наймете-

П Р Е Д И С Л О В И Е

Настоящий учебник предназначен для слушателей Академии

икурсантов высших военных училищ связи, специализирую­

щихся по технике передачи данных и телеграфной связи.

В учебнике даются основные принципы построения оконечной аппаратуры телеграфной связи и передачи данных: кодирование, управление работой оконечной аппаратуры, документирование и отображение информации, согласование оконечной аппаратуры с каналами связи и преобразование непрерывных и дискретных сообщений. Рассматриваются основные характеристики каналов связи, обеспечивающие передачу дискретной информации, и на этой основе раскрывается физическая сущность появления иска­ жений дискретных сигналов и методов их измерения.

Основные вопросы помехозащищенного приема дискретных сигналов: методы регистрации элементарных посылок, (коррек­

инженерных расчетов эффективности указанных методов. Мате­ риал о корректирующих кодах включает общую теорию группо­ вых кодов, на основе которой подробно анализируется наиболее перспективный класс кодов — циклические коды, а также другие виды групповых кодов.

При описании етартстопмой оконечной и стартстопно-син-

В учебнике дана характеристика как односторонних систем передачи данных, так и систем с обратной связью. Основное вни­ мание уделено системам с решающей обратной связью, для ко­ торых приведены различные алгоритмы работы и методика расчета осноівньїх параметров и оценки их эффективности.

В заключение даются сети телеграфных сообщений и пере­ дачи данных, а также рассматриваются основные особенности сопряжения аппаратуры передачи данных с электронно-вычисли­ тельными машинами в АСУ.

Уровень изложения материала учебника рассчитан на слуша­ телей и курсантов ВУЗов, получивших предварительную подго­ товку по высшей математике, теории линейных и нелинейных электрических цепей, общей теории связи и импульсной и циф­

Н. И. Ивановым, главы 2 (без § 2.5, 2.7 и 2.8), 5 и 9 написаны совместно Л . П. Пуртовым и А. С. Замрием, § 12.8, 12.9 — Н. И. Ивановым и А. Н. Шеманиным, § 7.1, 7.2 — Л . В . Дере­ вянно, § 2.5 — А. Н. Шеманиным.

Редактирование учебника проведено Л . П. Пуртовым.

Авторы

Л . И. Тремль создал стартстопный аппарат оригинальной конст­ рукции БТА-31, в 1934 г. под руководством инженера Е. Р. Миловидова сконструирован телеграфный аппарат НОТА-34 стартстопного типа. Эти аппараты нашли применение в эксплуатации, но затем были заменены более совершенным стартстопным аппа­ ратом СТ-35, разработанным в 1935 г. группой советских инже­ неров. Претерпев ряд модернизаций и усовершенствований, аппарат СТ-35 в настоящее время является основным оконечным аппаратом на сетях телеграфных связей страны. Последняя мо­ дификация аппарата носит название СТА-М67.

Разработанные стартстопные аппараты отличались простотой и удобством в эксплуатации, имели клавиатуру пишущей ма­ шинки, печатали текст на бумажной ленте и поэтому получили название ленточных аппаратов.

Одновременно, начиная с 1937 г., велись разработки теле­ графных аппаратов, печатающих передаваемый текст на рулоне бумаги. Такие аппараты получили название рулонных. Был раз­ работан целый ряд вариантов рулонных аппаратов: РТА-37, АРТА-38, АРТА-50 и др. В настоящее время промышленность выпускает рулонный аппарат РТА-60.

Наряду с разработкой стартстолной аппаратуры, в 1938— 1943 гг. создавались быстродействующие многократные синхрон­ ные системы, обладающие большой производительностью. Инже­ неры А. Д . Игнатьев, Л . П. Гурин и Г. П. Козлов были удостоены звания лауреатов Государственной премии за разработку девя­ тикратной синхронной системы. С помощью этой системы осу­ ществлялась одновременная передача девяти телеграфных сооб­ щений в двух направлениях. Группа советских специалистов осуществила модернизацию и значительное усовершенствование двукратного аппарата Бодо, что позволило успешно применять его в полевых условиях. Такой аппарат назывался двукратным аппаратом Бодо дуплексным армейским — 2БДА - 43 .

С помощью телеграфных аппаратов СТ-35 и 2БДА - 43 в годы Великой Отечественной войны советские связисты обеспечивали устойчивую и бесперебойную связь, способствовавшую успеш­ ному управлению войсками.

В послевоенные годы благодаря разработке и внедрению в эксплуатацию большого парка радиолиний ( K B , У К В и радио­ релейных), значительно.расширились возможности телеграфной техники. В связи с большей подверженностью радиосигналов по­ мехам по сравнению с передачей сигналов .по проводным линиям возникла необходимость в осуществлении целого комплекса ра­ бот по обеспечению помехозащищенной буквопечатающей радио­ связи. Работы проводились, с одной стороны, в направлении раз­ работки и создания новых помехозащищенных радиолиний и, с другой стороны, в направлении изыскания путей повышения помехозащищенности буквопечатающих радиосвязей с помощью

дополнительных мер защиты от помех. В соответствии с этим появились первые работы по помехозащищенному кодированию, исследованию статистических характеристик радиоканалов и т. п.

Особенно существенную роль в развитии телеграфной тех­ ники и расширении ее возможностей сыграло появление элек­ тронных цифровых вычислительных машин ( Э В М ) , которые вна­ чале использовались в основном для производства различного рода расчетов. Но затем Э В М и системы, построенные на их ос­ нове, нашли широкое применение в автоматизированных систе­ мах управления (АСУ) различными отраслями народного хозяй­ ства.

источниками и получателями информации на расстояния от еди­ ниц до десятков тысяч километров. Вполне очевидно, что многие процессы, автоматизируемые с помощью ЭВМ, принципиально не могут происходить в одном месте и осуществляются на рас­

Новая область электросвязи, обеспечивающая передачу этой ин­ формации, получила наименование передачи данных. В литера­ туре молено встретить и другие названия: .телекодовая связь, оргасвязь, передача цифровой информации.

Первоначально передача данных осуществлялась на основе существующей телеграфной сети и оконечных телеграфных'аппа­ ратов, а в настоящее время выделена как отдельный, специфи­ ческий вид электросвязи. Однако в целом ряде случаев и сейчас использование телеграфных средств для передачи данных ока­ зывается целесообразным как с технической, так и с экономи­ ческой точек зрения.

Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии ( М К К Т Т ) , разрабатывающий нормы на аппаратуру телефонной и телеграфной связи и каналы связи, так определил понятие передачи данных: «Передача данных — это область электросвязи, целью которой является передача информации для обработки ее вычислительными машинами или уже обработан­ ной ими». Это определение отражает следующие наиболее суще­ ственные стороны передачи данных:

1) источниками и потребителями информации являются вы­ числительные машины, т. е. автоматические устройства;

2) данные, предназначенные для передачи, представляют со­ бой дискретную информацию.

Для передачи данных характерны общие черты с телеграф­ ной связью. Например, в большинстве случаев в технике пере­ дачи данных имеют дело с дискретными сообщениями, передача сигналов осуществляется также импульсными методами при использовании, как правило, двоичных сигналов и т. п. Вместе с тем этот новый вид связи имеет ряд существенных отличий от телеграфной связи, которые ставят перед специалистами много новых специфических проблем.

Основные особенности передачи данных можно сформулиро­ вать следующим образом:

1. При передаче данных, как правило, предъявляются по-вы- шенные требования к достоверности передаваемой информации1 в АСУ. Информация, обрабатываемая Э В М , не приспособлена для непосредственного восприятия человеком. Обычно она пере­ дается в виде цифр с большой скоростью, поэтому не может быть исправлена оператором, как это иногда делается при телеграф­ ной связи. Если при телеграфной связи может быть допущено несколько искаженных знаков на десять или сто тысяч передан­ ных знаков, то в некоторых специальных системах передачи дан­ ных это соотношение должно быть в сотни и тысячи раз меньше. Ошибочно принятые данные могут или полностью обесценить результаты вычислений на ЭВМ, или привести к тяжелым по­ следствиям.

Исследования показали, что существующие каналы связи не обеспечивают повышенных требований по достоверности пере­ дачи данных, поэтому разработке методов повышения достовер­ ности передачи дискретной информации уделяется в последнее время все возрастающее внимание. Решение данной задачи облегчается наличием опыта и соответствующих работ по повы­ шению помехозащищенности радиотелеграфных буквопечатаю­ щих связей. Эти работы получили дальнейшее интенсивное раз­ витие, в результате чего к настоящему времени разработано большое число эффективных помехозащищенных кодов и раз­ личного вида систем передачи, обеспечивающих в целом ряде случаев тпебуемую достоверность передачи информации для Э В М .

Кроме того, ведутся работы как по созданию широкой сети высококачественных каналов связи (каналы с ИК.М, спутниковые каналы и др.), так и по разработке специальных помехозащи­ щенных методов передачи дискретных сигналов (оптимальнаяфильтрация и т. п.).

2. При передаче данных в связи с выводом и вводом боль­ ших объемов информации в Э В М за короткие промежутки вре­ мени часто необходимо увеличивать скорость передачи в десятки и сотни раз по сравнению со скоростями, применяемыми в теле­ графии. Данная задача решается путем построения оконечной- 8

аппаратуры передачи данных на бесконтактных элементах и применения для передачи дискретной информации телефонных каналов, групп телефонных каналов и широкополосных каналов.

3. К системам и аппаратуре передачи данных обычно предъ­ являются повышенные требования по надежности. Эти требова­ ния обусловлены важностью задач, решаемых с помощью АСУ, а также дороговизной процессов в АСУ. Вопросы повышения надежности решаются соответствующим выбором элементной базы для построения аппаратуры, резервированием оконечной аппаратуры, каналов связи и т. п.

4. При передаче данных в большинстве случаев информация формируется и принимается с помощью технических средств, поэтому в аппаратуре передачи данных должны быть макси­ мально автоматизированы все процессы по передаче, преобразо­ ванию и приему информации. С этой целью в настоящее время ведутся работы по изысканию способов автоматического вхож­ дения в связь, автоматизированного контроля качества каналов, их автоматического переключения и т. п.

Конкретные системы передачи данных могут иметь все выше­ указанные особенности или только часть из них, но, как правило, технические требования, предъявляемые к оконечной аппаратуре и каналам связи при передаче данных, значительно выше, чем при телеграфной связи.

Передача данных — совсем еше молодой, но бурно развиваю­

развитием систем связи для целей сбора и обработки дискрет­ ной информации в АСУ.

В принятых на X X I V съезде КПСС Директивах по пятилет­ нему плану развития народного хозяйства СССР сказано: «Раз ­ вернуть работы по созданию и внедрению автоматизированных систем планирования и управления отраслями, территориаль­ ными организациями, объединениями, предприятиями, имея в виду создать в дальнейшем общегосударственную автоматизиро­ ванную систему сбора и обработки информации для учета, пла­ нирования и управления народным хозяйством на базе государ­ ственной системы вычислительных центров и единой автомати­

данных, связывающую машину со всеми предприятиями данной отрасли народного хозяйства. К подобным системам относятся система учета банковских операций, производимых за сутки от­ делениями Госбанка; система контроля почтовых и телеграфных переводов в масштабе Министерства связи СССР; система управ­ ления формированием и движением поездов на крупных сорти­ ровочных пунктах и т. п.