книги из ГПНТБ / Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов
.pdf6.3. Т Р Е Б О В А Н И Я К УСТРОЙСТВАМ Ф А З И Р О В А Н И Я П О Ц И К Л А М И ИХ К Л А С С И Ф И К А Ц И Я
Устройства фазирования по циклам современной аппаратуры передачи дискретной информации должны удовлетворять следую щим требованиям:
•— высокой помехоустойчивости, исключающей возможность ложной установки фазы;
—автоматическому вхождению в фазу и поддержанию фазы (без участия человека—оператора);
—малому времени вхождения в фазу как при первоначальном включении аппаратуры, так и после кратковременных перерывов связи;
—возможности последовательного соединения нескольких уча стков связи.
Все способы фазирования по циклам можно разбить на две
группы: |
|
|
|
|
— безмаркерные, |
при которых во время передачи |
информации |
по |
каналу не передаются специальные сигналы для |
фазирования |
|
по |
циклам; |
|
|
|
— маркерные, |
при которых во время передачи информации по |
|
каналу передаются специальные сигналы («маркеры») для фази рования по циклам.
Кроме того, способы фазирования по циклам можно разделить на две группы по другому признаку:
— синхронные, при которых циклы определенной длины сле дуют непрерывно друг за другом. Следовательно, в приемнике за
ранее |
известны моменты |
начала |
и конца принимаемых |
циклов; |
— |
стартстопные, при |
которых |
после окончания одного |
цикла |
последующий цикл может начаться в любой момеїп времени. В общем случае и длина цикла может быть произвольной. Следо вательно, в приемнике заранее неизвестны ни моменты начала, ни моменты конца принимаемых циклов.
6.4. П Р И Н Ц И П Ы Д Е Й С Т В И Я Р А З Л И Ч Н Ы Х У С Т Р О Й С Т В Ф А З И Р О В А Н И Я П О Ц И К Л А М
БЕЗМАРКЕРНЫЙ СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ ПО ЦИКЛАМ
Безмаркерный способ фазирования может использоваться толь ко при синхронном принципе приема посылок.
На рис. 6.8 показаны приемные и передающие распределители на m элементов. В режиме покоя, пока информация от накопителя не поступает, в канал передается вполне определенная комбина ция, называемая фазовой. На приеме элементы фазовой комби нации регистрируются и подаются в дешифратор, который реаги
рует только на эту |
комбинацию. Если распределители не в |
фазе, |
то регистрируемая |
комбинация будет отличаться от фазовой |
и де- |
шифратор «е сработает. Отсутствие срабатывания дешифратора в конце каждого цикла указывает на расхождение цикловой фазы. В этом случае от управляющей схемы подается импульс, который смещает фазу приемного распределителя на один контакт. Смеще ние приемного распределителя по фазе в конце каждого цикла на один контакт будет происходить до тех пор, пока не установится правильная фаза.
Передающий- • |
Приемной |
||
распределитель • |
распределитель. |
||
2 |
|
|
|
3 \1 |
Канал |
|
|
г |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
т. |
|
|
|
Команді на |
|
Управля |
Дешифратор] |
переход |
|
ющая |
фазовой |
В режим |
|
схема |
комбинации. |
фазирования |
|
|
|
Рис. 6.8. Структурная схема устройства для безмар керного способа фазирования по циклам
В режиме синфазности дешифратор под действием фазовой? •комбинации сработает w выключит (заблокирует) управляющую» схему. С этого момента распределители будут находиться в фазе.
Недостатком безмаркерного способа является то, что после любого нарушения цикловой фазы необходимо прекратить переда чу полезной информации в передатчике и перевести систему в опи санный «режим фазирования». При этом должна быть снята бло кировка с управляющей схемы.
Поддержание цикловой фазы при описанном способе происхо дит благодаря тому, что в приемнике заранее известна длина при нимаемых кодовых комбинаций. Моменты их начала раз и навсег да определены во время режима фазирования. Преимуществом безмаркерного способа, как видно из его названия, является то, чтово время передачи информации не снижается пропускная способ ность системы связи на передачу «маркеров».
МАРКЕРНЫЙ СПОСОБ ФАЗИРОВАНИЯ ПО ЦИКЛАМ
Маркерный способ фазирования может быть использован как при синхронном, так и при стартстопном способах приема посы лок. На рис. 6.9 показана схема, поясняющая маркерный способ фазирования в синхронных системах. К одному из контактов пе редающего распределителя подключается датчик фазовой комби* нации. За каждый цикл распределителя передается один элемент
фазовой комбинации. Если комбинация содержит п элементов, то для яередачи одной фазовой комбинации потребуется п циклов
распределителя.
Длина фазовой комбинации и ее вид выбираются так, чтобы добиться минимальной вероятности ложного фазирования. Дру гими словами, фазовая комбинация должна представлять такую
4 |
Датчик |
|
|
|
|
Дешифратор |
|
|
|
Управля |
фазовой |
||
|
тазобои |
|
|
|
комбинации |
|
|
Комбинации |
|
|
ющая |
|
|
|
|
|
|
|
схема |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
I |
|
|
Канал |
|
|
|
|
|
w. |
|
I I |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Передающий |
Приемный |
|
||
|
|
•распределитель |
-распределитель |
|
||
|
Датчик |
|
Г |
|
|
|
|
фазовой |
|
I |
|
|
|
|
комбинации |
|
|
|
|
|
|
Кодовые |
|
|
|
|
|
|
комбинации |
|
|
|
|
|
|
6 канале |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фазовые посылки |
|
|
Рис. 6.9. Синхронный маркерный |
способ фазирования |
по циклам: |
||||
а |
— структурная |
схема системы передачи дискретной информа |
||||
|
|
ции; |
б — пример временной диаграммы |
|
||
последовательность элементов, вероятность появления которой с любого другого контакта распределителя практически равна нулю.
На приеме к соответствующему контакту распределителя |
подклю |
чается дешифратор фазовой комбинации, выход которого |
соединен |
с управляющей схемой. |
|
При расхождении распределителей по фазе дешифратор не бу |
|
дет обнаруживать фазовой комбинации. Поэтому через |
каждые |
п циклов управляющая схема будет смещать распределитель на один контакт. Такой сдвиг будет происходить до тех пор, пока дешифратор не зарегистрирует фазовую комбинацию. После этого управляющая схема блокируется. Распределители с этого момен та будут вращаться синфазно. При потере синфазности регистра ция фазовой комбинации в дешифраторе прекратится и спустя не которое время (например, 3—5 циклов) снимется блокировка с уп равляющей схемы. Система перейдет в режим поиска цикловой
фазы.
Преимуществами маркерного способа фазирования перед без маркерным способом являются: наличие непрерывного контроля з а 1 правильностью цикловой фазы; отсутствие необходимости спе циально выключать информационные сигналы на время поиска фазы.
Недостатком маркерного способа является снижение пропу скной способности системы связи.
Стартстопный способ фазирования по циклам можно проиллю
стрировать структурной |
схемой і(рис 6.10а) и |
временной |
диаграм |
||||
мой (рис. 6.106). При отсутствии информации |
цикловые |
распреде- |
|||||
г; |
Датчик |
|
Дешифратор |
Команда на |
|||
Командами |
стопового |
|
стопового |
|
|||
сигнала |
|
сигнала |
|
остановку |
|||
остановку |
|
|
|
|
|
• распредели |
|
распредели |
|
|
|
|
|
теля |
|
теля и " |
|
|
|
|
|
||
запуск |
|
|
|
|
|
|
|
датчика |
|
|
|
|
|
|
|
С; |
|
Канал |
|
I f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
І |
|
Команда на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Команда |
|
запуск |
Шшифра-, |
Команда |
|||
Датчик |
распреде |
||||||
на запуск |
лители |
тор стар-\ |
на запуск |
||||
датчика |
стартового] |
тооого 1 |
распреде |
||||
|
сигнала |
|
сигнала |
лителя |
|
||
|
|
|
|
Комбинация |
|
|
|
•* |
|
блок |
|
* - 6 |
Влок |
t |
|
•*—»- |
< |
Полезная |
: w |
|
, |
Полезная |
|
|
|
|
|
• |
интппмл- |
||
сигнал |
|
|
сигнал |
сигнал |
ция |
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6.10. Стартстопный маркерный |
способ фазирования по |
циклам: |
|||||
а — структурная |
схема |
передачи |
дискретной |
информации; |
б — |
||
|
|
пример |
временной диаграммы |
|
|
|
|
лители стоят на стопе как в передатчике, так и в приемнике. При поступлении информации в передатчике запускается распредели тель. В начале кодовой комбинации (блока информации) передает ся стартовый сигнал, а в конце комбинации — столовый сигнал. Стартовый и стоповые сигналы могут быть как отдельными по сылками, так и сочетаниями посылок (комбинациями). Стартстоп ный способ фазирования по циклам и устройства для его реали-
зации, если стартовый и столовый сигналы имеют вид отдельных посылок, были подробно рассмотрены в разд. 5.11 при описании приемника электромеханического стартстопного аппарата.
Преимуществами стартстопного способа фазирования по цик лам перед синхронным являются:
—немедленное вхождение в фазу (не требуется время на фа зирование циклов при установлении соединения или после кратко временного перерыва связи);
—произвольность моментов начал передачи блоков;
—произвольность длины блоков.
Недостатками стартстопного способа фазирования по циклам являются:
—меньшая пропускная способность системы связи вследствие того, что стартовые и стоповые сигналы приходится выбирать до вольно длинными для уверенной их дешифрации;
—меньшая помехоустойчивость вследствие того, что искаже ния стартового и стопового сигналов могут привести к полному срыву приема длинного блока информации.
В зависимости от требований, предъявляемых к дискретной системе связи, могут применяться все три перечисленных способа фазирования циклов — безмаркерный, синхронный маркерный и стартстопный маркерный.
7
Г Л А В А
Стартстопно-синхронные системы
7.1.СРАВНЕНИЕ СИНХРОННОГО И СТАРТСТОПНОГО
ПР И Н Ц И П О В РАБОТЫ ОКОНЕЧНЫХ УСТРОЙСТВ
Наличие синхронного и стартстопного способов циклового фа зирования обусловило создание двух типов оконечных устройств —синхронных и стартстопных.
Стартстопные аппараты с эксплуатационной точки зрения об ладают рядом преимуществ по сравнению с синхронными. Главны ми из них являются:
1. Относительная простота конструкции оконечных устройств,
аследовательно, и простота эксплуатационного обслуживания.
2.Возможность работы на клавиатуре типа пишущей машинки
слюбой скоростью, не превышающей технической скорости аппа рата.
3.Постоянная готовность аппарата к работе, т. е. отсутствие надобности «вхождения в связь» (установление синфазности). Это особенно важно при использовании аппаратов на коммутируемых сетях связи, где время передачи сообщения может оказаться со измеримым с временем вхождения в связь.
4.Удобство в установке аппаратов у абонентов и в городских отделениях связи.
Указанные преимущества стартстопных аппаратов обеспечили им широкое распространение, и они стали основной оконечной ап паратурой в телеграфной связи. Однако устойчивость стартстоп ного аппарата в условиях действия искажений посылок' (краевых искажений и дроблений) значительно хуже, чем у синхронных ап
паратов. Сравним устойчивость работы |
синхронных и стартстоп |
|||||
ных оконечных устройств при действии |
краевых искажений. При |
|||||
этом будем полагать, что |
смещения ЗХМВ |
в канале |
связи рас |
|||
пределены |
по |
нормальному |
закону [см. ф-лу |
(2.5)] с |
параметра^ |
|
ми а = 0 % |
и |
о=а%. |
|
|
|
|
При стартстопном способе приема стартстопное смещение 9 складывается из суммы смещений стопстартного перехода 9С т и кодовых ЗХМВ [см. ф-лу (5.9)], распределенных по нормальному закону. Для простоты дальнейших рассуждений предположим, что
смещения етопстаїртного перехода и кодовых ХМВ независимы друг от друга (в действительности эти случайные величины зависимы). Известно, что сумма двух случайных независимых величин, рас пределенных по нормальным законам, дает случайную величину, также распределенную по нормальному закону, но с параметрами
а* = |
а і + а 2 |
и |
а * = ]/~ з\ + о| . В |
рассматриваемом случае |
а4 = |
= а |
2 — 0 % , |
а |
а1 = о:. = а. Поэтому |
а* = 0%, а* = с "К2. При |
син |
хронном способе приема смещение 9 целиком совпадает со смеще нием ЗХМВ.
|
Условием неправильной регистрации посылок в обоих случаях |
|||||||||
является |
появление смещений, |
превышающих |
величину |
исправ |
||||||
ляющей |
СПОСОбнОСТИ приемника, |
Т. Є. бдоп^М-т (см. ф-лы |
(5.16) и |
|||||||
(5.17)]. |
Вероятность такого события |
при а = 0% равна |
[см. ф-лы |
|||||||
(2.12) —(2.15)]: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
р ( | Є | > ( х т ) = |
2Ф(0, |
|
|
(7.1) |
||
г д е |
t— |
^ т ( с и |
н х > _ |
6 доп(синх); д Л Я |
синхронного |
способа |
приема и |
|||
^ _ |
(ст) |
д ° п ^) |
д л я стартстопного |
способа |
приема, |
|
|
|||
|
о / 2 |
|
а у'2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
При одинаковой вероятности неправильной регистрации посы |
|||||||||
лок (одинаковых t) и одинаковом качестве канала связи |
(одина |
|||||||||
ковых а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
доп (синх) |
у2 |
|
доп(ст)" |
|
|
v • ) |
|
Другими |
словами, для обеспечения |
одного |
и того же |
качества |
|||||
работы оконечных устройств краевые искажения посылок при син хронном способе приема в 1,41 раза могут превышать те же иска жения при стартстопном способе приема.
Действие дроблений посылок также значительно опаснее при
стартстопном принципе |
работы оконечных устройств. Это связа |
но с тем, что дробление, |
действующее во время приема стоповой |
посылки, приводит к ложному запуску приемного распределителя (ложный старт). Происходит нарушение фазирования по циклам, что, в свою очередь, приводит к неправильному приему целой се рии следующих подряд знаков до тех пор, пока приемный рас пределитель случайно не войдет в цикловую фазу. Аналогичное явление может быть вызвано дроблением стартовой посылки (лож ный стоп). В синхронных системах подобного явления не наблю дается, так как в устройствах циклового фазирования имеется инерционный элемент.
Таким образом, стартстопные оконечные устройства более удоб ны в эксплуатации, но менее помехоустойчивы, чем синхронные. В связи с этим возникло стремление разработать систему, объеди няющую положительные качества стартстопных и синхронных око нечных устройств.
7.2. П Р И Н Ц И П Ы ПОСТРОЕНИЯ СТАРТСТОПНОСИНХРОННЫХ СИСТЕМ
В стартстопно-синхронных системах (СТС) в качестве оконеч ных аппаратов используются стартстопные аппараты, а в каналах связи применен синхронный принцип работы. При построении СТС возникают две основные задачи: согласование стартстопного цикла оконечных устройств с синхронным циклом передатчика и приемника системы; защита приемного стартстопного аппарата от произвольного запуска (ложный старт) из-за помех в канале связи.
Первая задача возникает из-за того, что начало передачи зна ка от стартстопного передатчика не совпадает с исходным положе нием непрерывно работающего синхронного передающего распре делителя.
Стартстоп- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ноя передача ' \ |
J\ |
|
|
Р"\ |
- і |
\ |
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|||
Синхронная |
|
|
|
\ |
\ |
t |
||
\J |
\ |
|
|
|||||
передача- |
^ |
^ |
|
|
|
|
*7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тс |
|
|
|
Рис. 7.1. Принцип согласования стартстопного и синхронного |
циклов |
|||||||
На рис. 7.1 моменты времени |
tb 1Ъ |
t3 и т. д. соответствуют на |
||||||
чалу каждого синхронного цикла |
передающего |
распределителя, а |
||||||
моменты tn |
и tK |
— началу |
и концу |
кодовой комбинации, |
посту |
|||
пающей от стартстопного аппарата. Эти комбинации поступают аритмично в зависимости от работы оператора на клавиатуре ап парата. Если tn не совпадает с началом синхронного цикла, то пе редачу кодовой комбинации с синхронного распределителя можно начать только в следующем синхронном цикле. Таким образом, пе
редача комбинации начинается |
с задержкой на время |
tx. |
Из рис. 7.1 видно, что время |
задержки может принимать любое |
|
значение от 0 до ТС, где ТС — длительность цикла |
синхронного |
|
распределителя. Поэтому передающая часть любой СТС должна содержать накопительное устройство, принимающее кодовые ком
бинации от |
стартстопного передающего аппарата и выдающее их |
||
на |
вход синхронного |
распределителя в момент начала синхронно |
|
го |
цикла. |
|
|
|
Другим |
важным |
условием работоспособности СТС является |
согласование времени Гспер с временем |
Гот пер — длительностью |
стартстопного цикла на передаче, т. е. чтобы |
|
^СТПер Т'спер. |
(7-3) |
При несоблюдении этого условия и при автоматической рабо те передающего стартстопного аппарата часть знаков может про пасть за счет того, что синхронный распределитель не успеет пе редать в канал всю поступающую информацию. Поэтому неравен ство (7.3) должно соблюдаться в течение всей работы даже с уче том возможных отклонений скоростей распределителей стартстоп ного аппарата и синхронного передатчика.
Стартстопные аппараты обычно имеют удлиненную стоповую
посылку |
(1,5 |
то), что благоприятно для |
построения |
СТС. На |
рис. |
|||||||||||
|
|
|
>С1 |
|
|
|
|
|
7.2 приведена |
временная |
||||||
СІ |
77Z— |
|
|
|
|
|
диаграмма |
стартстопного |
||||||||
|
|
СТОП |
|
|
|
|
(Т'стпер) |
И |
СИНХРОННОГО |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
АТС7 |
|
(Тепер) циклов. |
Продол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
7ст пер |
Тег, ~йТп, |
|
|
|
|
|
жительность |
синхронного |
|||||||
Стартстопный цикл передачи. |
|
|
|
|
цикла Тс |
= 7хо. Такое |
со |
|||||||||
|
|
|
|
отношение циклов |
обеспе |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Ус пер ~ |
|
Z |
|
< т |
чивает полную |
развязку |
||||||||
Синхронний цинл переоачиГ |
|
|
|
нестабильности |
дли |
|||||||||||
|
Спер |
|
ст пе/> при |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельности |
|
стартстопного |
|||||
Рис. |
7.2. Согласование циклов |
синхронного |
цикла на |
величину |
ЛГС Т , |
|||||||||||
если |
Д Г С Т ^ 0 , 5 |
то- |
Заме |
|||||||||||||
передающего |
распределителя |
и |
стартстоп |
|||||||||||||
ного |
передатчика с удлиненным |
стопом |
тим, |
что АГст, как |
прави |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ло, |
значительно |
|
меньше |
||||
0,5 т0 . Так, например, при нестабильности привода |
стартстопного |
|||||||||||||||
аппарата |
± 2 % величина Д 7 с т |
= |
0,14т0 . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Таким |
образом, использование |
в СТС стартстопных |
аппаратов |
|||||||||||||
с удлиненным |
стопом обеспечивает устойчивое согласование |
старт |
||||||||||||||
стопного цикла аппарата и синхронного цикла распределителя пе редачи.
Согласование синхронного и стартстопного циклов в приемнике
должно удовлетворять следующему условию: |
|
||
^ст пр ^5 |
пр> |
|
(7.4) |
которое выполняется автоматически, |
так |
как 7 , с п р = 7то, а |
Тстпр = |
= 6,5 то (см. рис. 5.2). |
|
|
|
7.3. П Р И Н Ц И П ДЕЙСТВИЯ И СХЕМА СТС |
|
||
Структурная схема СТС приведена на |
рис. 7.3. Система |
наряду |
|
с оконечными стартстопными аппаратами и синхронными распре
делителями передачи |
и приема содержит |
преобразователи |
пере- |
|
Г" Crrmprncrnomo-синхронная система |
|
|
||
Старт-\ |
|
СинхронА |
|
|
стоШй І£*^мгі| |
|
Старт-. |
||
Синхрон- |
ный |
|
||
телі |
|
'Рпопныи |
||
|
жпре- |
і стоптшЛстопный |
||
долара* |
\пый канал |
тли- |
|
телеграт, |
|
аппарат |
|||
|
|
тель |
|
|
Рис. |
7.3. Структурная ^рхема |
СТС |
|
|
|
— 138 — |
|
|
|
дачи и приема. Преобразователи выполняют функции согласую щих устройств для согласования стартстопных и синхронных цик лов.
Преобразователь передачи должен: принимать кодовые комби нации, поступающие от передающего стартстопного аппарата; на капливать (запоминать) полученную информацию; регулировать процесс приема информации в накопитель и процесс съема инфор мации с накопителя в синхронный распределитель передачи. В со ответствии с перечисленными функциями преобразователь ' пере
дачи |
содержит стартсгопный |
приемник, |
накопитель |
и управляю |
|
щее |
устройство. |
|
|
|
|
Преобразователь |
приема |
выполняет |
следующие |
функции: на |
|
капливает (запоминает) информацию, принимаемую от синхрон ного распределителя; передает принятую комбинацию в приемный
стартсгопный аппарат; |
регулирует передачу кодовых |
комбинаций |
||||||
•к стартстопному аппарату, которая начинается |
после |
их приема |
из |
|||||
синхронного канала. Преобразователь приема |
содержит |
накопи |
||||||
тель, стартсгопный |
передатчик |
и |
управляющее |
устройство. |
|
|
||
В простейшей СТС преобразователь передачи состоит из старт- |
||||||||
стопного реперфоратора |
РПФ |
и |
синхронного трансмиттера |
ТРМ, |
||||
а преобразователь |
приема — |
из |
синхронного |
реперфоратора |
и |
|||
стартстопного трансмиттера. Преимуществом такой СТС (рис. 7.4)
|
|
|
Синхрон |
{Синхрон |
|
|
|
||
|
РПФ •>. г |
ТРМ j |
ный |
ный |
! |
РПФ -ч |
|
ТРМ —*- |
|
Вход |
распре |
распре |
г |
||||||
|
|
дели |
дели |
і |
д |
І |
|
Выход |
|
|
|
|
тель |
тель |
— і |
11 |
|
||
Лента |
Передача |
|
'Лента |
||||||
|
|
Прием |
|
|
|
|
|||
Рис. 7.4. СТС, построенная с использованием приборов теле графной автоматики
является ее простота. Однако использование электромеханических приборов делает систему громоздкой и ненадежной. Кроме того, наличие перфоленты (накопитель выполнен на перфоленте) за медляет прохождение информации и затрудняет ведение телеграф ных переговоров. Поэтому в современных СТС используют преоб разователи электрического типа (рис. 7.5).
По принципу действия СТС можно разделить на цикловые и импульсные.
В цикловых СТС преобразователь передачи запоминает всю кодовую комбинацию, поступающую от стартстопного аппарата, а ее передача в канал связи начинается в соответствии с ритмом работы синхронного распределителя передачи (см. рис. 7.1). Та ким образом, согласование работы аппарата и синхронного рас пределителя осуществляется в пределах цикла передачи.
В импульсных СТС накопитель передачи запоминает каждую кодовую посылку в отдельности по мере поступления посылок и
