книги из ГПНТБ / Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи

заданной степенью точности равна 1; б) уровень окружающего шу­

=^40 дБ. При уровне шума более 40 дБ или затухании тракта бо­ лее 13 дБ либо при одновременном увеличении и уровня шума и затухания будут иметься потери времени из-за недостаточного ка­ чества. Искомая вероятность их равна

ство абонентов сети; іш — время, в течение которого соблюдается условие Лш^ 4 0 дБ (в долях часа). /Величина Лц3 /может быть опре­ делена для каждой сети, исходя из ее геометрических размеров, ти­

где / Ср — средняя величина фразовой артикуляции, определяемая для каждой конкретной сети.

Рассмотрим 'вопрос о скорости разговорной речи с0, соответст­ вующей эталонному уровню достоверности. Естественно, что можно говорить только о средней величине этой скорости, так как для раз­ ных индивидуумов (да и для одних и тех же индивидуумов в разные отрезки времени) она различна. Установлено (см. [117] и др.), что длительность пауз в непрерывной речи составляет в среднем 16% от суммарного времени разговора. Известно также, что слияние двух сигналов в один начинается при уменьшении сдвига во време­ ни между ними на величину, меньшую 100 мс. Тогда можно запи­ сать:

Здесь со —средняя скорость разговорной речи, зв/с; аср —средняя продолжительность произношения одного звука, мс/зв:

^ср 1 ~ Pw /г л Рсогл^соглі

где ргл и рсогл — вероятность появления соответственно гласного и согласного звуков в русском языке; в [168, 183] приводятся данные, с помощью которых можно установить, что ргл = 0,423; рСогл= 0,577; (гл и ^согл — средняя продолжительность произношения гласного и согласного звуков; эти продолжительности определяются с учетом временных характеристик звуков речи и вероятностных соотноше-

— 4і62 —

где tA Шо — время, в течение которого при данных условиях переда­

чи уровень шума превышает величину, соответствующую фразовой разбррчивости (с заданной степенью точности), равной 1; Т — об­ щий баланс времени.

Достоверность телеграфной связи и сети передачи данных. Ка­ чество передачи данных [111] определяется коэффициентом оши-

Рис. 3.20. Поправка на изменение формантного спектра форсированной речи АЛр в зависимости от частоты / и степени форсирования ДЛР

бок — средним значением отношения количества неправильно при­ нятых знаков к общему количеству переданных. Указанная харак­ теристика является основным качественным показателем системы передачи документированной информации. Поскольку телеграфная связь используется для передач как текстовых, так и цифровых ма­ териалов, требования, предъявляемые к ней, изменяются в зависи­ мости от формы передаваемой информации. Если при передаче текста имеется возможность восстановить ошибочно принятые ме­ ста по смыслу (вследствие присущей письменной речи избыточно­ сти), то при передаче цифровой информации (в случае отсутствия специальных устройств обнаружения и исправления ошибок) такой возможности нет.

Следует отметить, что в настоящее время на промышленных предприятиях и в строительных организациях страны широко при­ меняется абонентский телеграф (АТ). Поэтому ниже рассмотрим качество телеграфной связи с точки зрения его влияния на эффек­ тивность функционирования систем передачи как текстовых, так и цифровых материалов только для указанной разновидности теле­ графной связи.

— 164 —

Увеличение объема передаваемых сообщений за счет недоста­ точного качества тракта телеграфной связи можно подсчитывать по формуле

где k — коэффициент ошибок. Так как скорость телеграфирования является величиной постоянной, то увеличения или уменьшения вре­ мени передачи из-за недостаточного качества тракта здесь не про­ исходит.

Время передачи информации

и увеличение продолжительности передачи

Вероятность отсутствия затрат времени из-за недостаточного ка­ чества тракта равна вероятности события, заключающегося в том, что /г=0. Таким образом,

где Пй= 0 — количество связей, при которых ошибок зафиксирова­

Величина kcp определяется либо для всех связей в целом, либо для связей по каждому направлению. При передаче цифровой ин­ формации в сообщение вносится определенная избыточность, поз­ воляющая на приемном конце выявить ошибки.

Таким образом, объем передаваемых цифровых сообщений мо­ жет быть выражен формулой

объем повторно передаваемой информации при обнаружении ошиб­ ки на приемном конце.

Объем вносимой избыточности ЕКод целиком определяется ис­ ходным объемом сообщений Е0 и способом кодирования, а именно:

1)при двойной передаче — Екод^ЗЕо; 2) при контрольном сум-

—165 —

миро'вании по горизонтали — V7КОД — ас ѵ0. где ас — среднее число

знаков <в одной строке; 3) при контрольном суммировании по вер-

2(х

тикали — ѴКОд= —5 Ѵо, где ѵг — средний' объем сообщений в

ѵг

каждой из групп, на которые разбивается исходный объем сооб­ щений для осуществления контрольного суммирования по верти­ кали; 4) при контрольном суммировании и по вертикали и по го­

Применение указанных методов кодирования с помощью вне­ сения в текст искусственной избыточности позволяет только обна­ ружить ошибку. Устройства, которые не только обнаруживают, но и исправляют ошибки, на сети абонентского телеграфа щ настоя­ щее время не применяются. Ошибки исправляют вручную путем запроса с приемного конца повторения передачи неверно приня­ тых строк. При этом могут быть рассмотрены два случая:

1)запрос на повторение передачи производится сразу же по­ сле окончания основной передачи;

2)запрос на повторение передачи посылается после отбоя при установлении нового’ соединения.

Первый случай имеет место при использовании в качестве уст­ ройств, сверяющих передаваемую информацию (например, по кон­ трольным суммам) цифровых электронно-вычислительных машин, работающих по специальной программе. Второй случай соответст­ вует ручному способу (с применением различных арифметических машин, но не ЭВМ) дешифровки принятого текста.

Объем повторно передаваемых сообщений в обоих случаях бу­

дет одинаков, так как он целиком определяется лишь качеством тракта передачи. Однако время, необходимое для передачи, будет различным, поскольку во втором случае должно быть учтено до­ полнительное время на установление повторного соединения.

Количество строк, которые потребуется передать повторно, мож­ но принять равным количеству допущенных ошибок, если допу­ стить, что вероятность появления двух и более ошибок в одной строке пренебрежимо мала. Указанное допущение можно сделать, исходя из того, что вероятность появления одной ошибки мала, а вероятность появления двух ошибок в одной строке является функ­ цией квадрата этой величины. Тогда число повторно передаваемых строк 2 2 = ^ К о- Учитывая, что в одной строке а0 знаков, получим

— 166 —

т. е. имеем бесконечно убывающую геометрическую прогрессию со знаменателем k. Следовательно,

Из ф-лы (3.76) следует, что увеличение объема передаваемого сообщения за счет внесения искусственной избыточности при не­

При этом для ручного способа дешифровки должно быть дополни­ тельно учтено время на установление соединения. Средние затра­ ты указанного времени

Данные затраты времени относятся к абоненту сети абонентского телеграфа, где понятия «абонент» и «оператор» по существу сов­ падают. Для сетей прямой телеграфной связи эти затраты делятся между абонентом и оператором, так как обычно дешифровка вы­ полняется абонентом, а передача информации — оператором. Тог­ да первое слагаемое в выражении для Zh характеризуют непроиз­ водительные затраты времени абонента, а второе слагаемое — опе­ ратора.

3.6. НАДЕЖНОСТЬ

При установлении каждого соединения и в процессе каждого разговора (передачи информации) задействуется определенное ко­ личество различных приборов и элементов, любой из которых име­ ет ограниченную величину надежности. Поэтому имеется вероят­ ность того, что за указанный период времени (Ти + Гп) может от­ казать какой-либо элемент (прибор) и передача информации пре­ кратится. В резервированных системах такой отказ приводит к

— 167 —

увеличению величины Тт так.как абоненты возобновляют соедине­ ние, пользуясь резервными каналами связи (например, на АТС). В нерезервированных системах отказ приводит к срыву передачи информации (Гп-э-оо), поскольку соединение абонентов не может быть восстановлено до устранения повреждения, время которого всегда значительно больше величины t — предела, при достиже­ нии которого абонент отказывается от попытки восстановить сое­ динение. Срыв доставки информации может произойти также и при вручении ее не по адресу или при неправильном адресе. Для уче­ та этих и некоторых других факторов, определяющих надежность функционирования сети доставки информации, необходимо иметь соответствующие количественные оценки отказов, возникающих в данной сети. В настоящее время такие оценки отсутствуют. Нет и методики определения надежности всей сети доставки информа­ ции в целом. Поэтому ниже рассматривается надежность только тракта передачи информации, которая уже достаточно изучена-

В самом распространенном случае тракт передачи информации может рассматриваться как совокупность последовательно соеди­

Телетайпе/

д)

^ Б

Абонентская р/ст .

□Стационарная р/ст .

Рис. 3.21. Тракты установления соединения и передачи информации для различных сетей производственной связи:

а) сеть ПАТС; б) сеть диспетчерской и директорской связи; в) сеть производственной громкоговорящей связи с центральным усилите­ лем; г) сеть производственной громкоговорящей связи с абонентски­ ми усилителями; д) сеть радиосвязи; е) сеть абонентского телеграфа

ные тракты для различных сетей связи. Принимается, что источни­ ки электропитания также включены последовательно. Например, при связи радиостанции типа 42Р1, имеющей интенсивность отка­ зов Хі= 0,00214 1 /ч, с радиостанцией типа ЗЗР1, имеющей интен­ сивность отказов Л2= 0 ,00175 1/ч, суммарная интенсивность отка­ зов будет равна: лп= / ,1+ 72=0,00214 + 0,00175 = 0,00389 1/ч.

— 168 —