Тема 3. Методы передачи дискретных сигналов.

Важнейшими параметрами, характеризующими передачу дискретных сообщений, являются объём, скорость передачи, количество информации и пропускная способность связи.

Для телеграфного сообщения, где передача идёт по знакам, а каждый знак (буква, цифра, знак препинания) кодируется двоичными элементами (битами) n, объём сообщения V=nkN,

где N — число знаков в сообщении (включая адрес, пробелы, зна­ки препинания и другую необходимую информацию); k— коэффи­циент, учитывающий необходимость передачи служебных символов (знаки начала и конца сообщения, изменения регистра — переход с цифр на буквы и наоборот, перевод строки, возврат каретки и т. п.), символов, указывающих на разделение знаков. Скорость передачи информации измеряется числом единичных элементов, передаваемых за 1 с. Единицей измерения скорости пе­редачи информации является Вод — скорость, при которой за 1 с передается один единичный интервал сигнала.

Скорость телеграфирования В определяется но формуле В = kN, /60,

где k — число единичных элементов, необходимых для пе­редачи одного знака; N — число знаков, передаваемых в минуту. Большинство буквопечатающих аппаратов, применяемых в теле­графии, работает со скоростью 50 или 100 Бод.

Рассмотрим на примере, как определяется скорость передачи информации при телеграфировании. Для пятиэлементного кода, применяемого в стартстопных буквопечатающих телеграфных аппаратах, значение k принимается равным 7,5, так как помимо пяти единичных элементов, необходимых для передачи каждого знака, в каждой кодовой комбинации передаются и две служебные ком­бинации — стартовая и стоповая. Причем стоповый сигнал длится по времени в 1,5 раза больше, чем все остальные. Значение N для телеграфных аппаратов определяется числом знаков, передаваемых в минуту. При k = 7,5 и N = 800 зн/мин

В = (7,5 х800)/6О=1ОО Бод.

Длительность единичного элемента t ₀ мс, есть величина, обрат­но пропорциональная скорости телеграфирования: t ₀ = 1/В. Для буквопечатающих телеграфных аппаратов, имеющих скорости

50- 100 Бод, t ₀ = 20 10 мс

Пропускная способность телеграфного аппарата С_та опреде­ляется числом слов, передаваемых за 1 ч. В среднем для русского языка длина слова

а = 8,5 знака, поэтому для ТА при N = 800 об/мин теоретическая пропускная способность равна С_та = 60/а = (800 х 60)/8,5 = 5646 слов/ч.

Эксплуатационная пропускная способность С_э зависит от ква­лификации телеграфиста и от загрузки связи Для буквопечатаю­щих аппаратов при ручной работе С_э= 1100 1600 слов/ч.

Для полной характеристики передаваемой дискретной информации важно найти правильное соотношение между скоростью

телеграфирования и передачей полезной информации. Единицей из­мерения количества информации является бит. Количество полез­ной информации в каждом передаваемом стартстопным телеграф­ном аппаратом знаке при пятиэлементном коде равно 5 бит, так как две служебные комбинации (старт и стоп), передаваемые для каждого знака, полезной информации не содержат. Таким обра­зом, можно скачать, что каждый единичный элемент, входящий в кодовую комбинацию, несет одну единицу информации. Скорость передачи полезной информации измеряется числом бит, передавае­мых в секунду.

Полезная пропускная способность С_п бит/с, опреде­ляется по формуле:

С_п = n _п / ( n ₀ х t ₀ ) бит/с, где n _п — число переданных импульсов полезной информации; n ₀ — общее число переданных импульсов.

Определим полезную пропускную способность телеграфной свя­зи при

В =100 Бод и коде МТК-2. В этом случае n _п = 5 бит, n ₀ = k = 7,5,

t ₀ = 0,01 с, Тогда С _п = 5/(7,5 х 0,01) =66,6 бит/с.

Сопоставляя полученные значения В и С_П, можно сделать вывод, что С_п всегда меньше В для метода передачи, используемого в современных ТА.

Телеграфирование постоянным током

Для передачи телеграфных сигналов по линиям связи применя­ются два метода телеграфирования — постоянным и переменным током.

При телеграфировании постоянным током сигналы в линию пе­редаются двумя способами: путем изменения значения или направления тока.

Первый способ называют однополюсным телеграфированием. Схема однополюсного телеграфирования приведена на рис.8 а. При замкнутых контактах передатчика в линию поступают токо­вые сигналы, при разомкнутых — бестоковые. В качестве приемника используется неполяризованный электромагнит телеграфного аппарата.

Второй способ, при котором в линию чередуясь, поступают сигналы одной полярности (например, положительной), а затем противоположной полярности (отрицательной) называют двухполюс­ным телеграфированием. Схема двухполюсного телеграфирования приведена на рис. 8 б.

Рисунок 8 - Схемы телеграфирования постоянным током

В качестве приемника используют телеграфное поляризованное реле.

Способ двухполюсного телеграфирования обеспечивает боль­шую устойчивость действия связи (особенно при работе по длин­ным воздушным линиям), а также лучшую помехозащищенность, так как вместо бестоковой телеграфной посылки (во время которой на приемник телеграфного аппарата воздействуют помехи от токов на соседних проводах линии) в линию поступает ток обратного направления. Преимущества двухполюсного телеграфирования обеспечивают более устойчивую работу телеграфных связей по воздушным линиям большой протяженности (до 550 км по стальным проводам). Однако при однополюсном телеграфировании не требуются специ­альные переходные устройства и двухполярные источники тока. Поэтому этот способ применяется на воздушных линиях протяжен­ностью до 250—300 км и наиболее часто при использовании жил городского телефонного кабеля, когда расстояние от телеграфа до городских отделений связи и абонентов не превышает 20 – 25 км.

Понятие о цифровых сигналах. Цифровыми сигналами являются телеграфные сигналы и сигналы передачи данных, вырабатываемые компьютерами. Таким образом, можно сказать, что цифровой сигнал - это по­следовательность импульсов. Если принять условно факт наличия импульса за 1, а факт его отсутствия за 0, то импульсную последова­тельность можно представить как чередование двух цифр: 0 и 1.Отсюда и появилось название «цифровой сигнал». Число, которое принимает только два значения: 0 и 1, называется «двоичной циф­рой». В переводе на английский это звучит как «binary digit». В практи­ку широко вошло сокращение, составленное из начальных и конечных букв английского словосочетания, т.е. слово «bit», что на английском читается как бит. Итак, одна позиция в цифровом сигнале есть 1 бит; это может быть либо 0, либо 1. Восемь позиций в цифровом сигнале объединяется понятием байт. При передаче цифровых сигналов естественным образом вводится понятие скорости передачи – это число бит, передаваемых в единицу времени, чаще всего – в секунду.