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

электрического транзита через один или несколько центров ком­

оконечной аппаратурой двух абонентов через два центра комму­ тации каналов. Коммутация каналов осуществляется с помощью коммутационно-распределительной аппаратуры вручную или автоматически.

При втором способе организуется переприем сообщений в центре коммутации. От абонента сообщение полностью прини­ мается близлежащим центром коммутации, а затем, в соответ­ ствии с имеющимся в сообщении адресом получателя, передается

риант передачи сообщений с двумя переприемами в ЦКС . Ком­ мутация сообщений может осуществляться различным путем — вручную, полуавтоматически и автоматически. Для сравнения на рис. 1.5s приведен вариант организации непосредственной связи между двумя абонентами по некоммутируемому каналу.

В области телеграфной связи получили распространение оба вида коммутации. Например, в сети общего пользования нашла применение система автоматизированного переприема транзит­ ных телеграмм, реализованных с помощью приборов автоматики (трансмиттеров и реперфораторов) и получившая название си­ стемы с кодовой коммутацией. В этой системе автоматизированы операции приема и передачи телеграммы, определения пути ее следования, передачи различных служебных признаков, провер­ ки правильности их приема, определения приоритета телеграммы и т. п. Перспективным направлением дальнейшего развития си­ стемы коммутации сообщений в сети общего пользования является применение ЭВМ для переприема транзитных сообще-

ний. С другой стороны, в последнее время стала находить боль­ шое применение автоматическая коммутация каналов в систе­ мах прямых соединений и абонентском телеграфировании.

В области передачи данных находят применение оба вида коммутации.

При любом виде коммутации обмен сообщениями между або­ нентами (рис. 1.5а, в) или между абонентами и ЦК.С, а также между ЦК С (рис. 1.56) может осуществляться:

—дуплексом, если передача сообщений производится одно­ временно в обоих направлениях (рис. 1.6а);

—полудуплексом, когда передача сообщений осуществляется поочередно то в одном, то в другом направлении (рис. 1.66);

—симплексом, если передача ведется только в одном на­ правлении (рис. 1.6s).

Рис. 1.6.

Во всех рассмотренных случаях совокупность оконечной аппа­ ратуры передачи дискретных сообщений и каналов связи назы­ вают системой передачи дискретных сообщений. Для уяснения основных принципов и особенностей передачи дискретных сооб­ щений достаточно рассмотреть передачу сообщений в одном на­ правлении.

§ 1.6. Структурная схема системы передачи дискретных сообщений

Система передачи дискретных сообщений (СПДС) предназ­ начена для передачи сообщений от отправителя сообщений к по­ лучателю с заданными достоверностью, надежностью и време­ нем доставки.

На структурной схеме С П Д С (рис. 1.7) показаны только главные устройства, определяющие основные виды преобразо­ вания электрического сигнала при его передаче по каналам связи в одном направлении. Рассмотрим основные особенности передачи сообщений при телеграфной связи и передаче данных.

Указанные виды связи осуществляют, в основном, передачу

дискретных сообщений. При телеграфной связи сообщением яв­ ляется некоторый текст (буквы, цифры, знаки препинания и др . ), часто имеющий смысловое значение. При передаче данных ( П Д ) сообщения представляют собой исходные сведения для расчетов и решения информационно-логических задач или результаты этих расчетов и решений, представленные обычно в цифровом виде.

С помощью датчика информации осуществляется преобразо­ вание символов сообщения в кодовые комбинации, состоящие из / элементов, которые обычно называются информационными эле­

Рис. 1.7.

При телеграфной связи датчиком информации является пере­ датчик телеграфного аппарата, при передаче данных — Э В М , трансмиттер, передатчик телеграфного аппарата (при ручком вводе информации).

Сформированные датчиком информации кодовые комбинации поступают на вход передатчика устройства повышения достовер­ ности ( У П Д ) . Это устройство иногда называют устройством защиты от ошибок ( У З О ) . В некоторых случаях, например при телеграфной связи, УПД может отсутствовать.

Для повышения достоверности передаваемых сообщений обычно с помощью передатчика УПД в передаваемую от дат­ чика информации двоичную последовательность элементов вно­ сится избыточность, т. е. к информационным элементам добав­ ляются избыточные элементы. Чаще избыточность вносится в ко­ довые комбинации, при этом /-элементные комбинации преобра­ зуются (вторично кодируются) в n-элементные кодовые комби­ нации (п>!) таким образом, что все передаваемые кодовые комбинации имеют характерный признак (определенную струк­ туру). Кроме того, в передатчике УПД осуществляется преобра­ зование элементов кодовых комбинаций в посылки постоянного тока.

Вновь сформированная двоичная последовательность посы­ лок поступает на модулятор, который обеспечивает преобразо­ вание посылок постоянного тока в' модулированный сигнал в со­ ответствии с принятым видом модуляции — амплитудной, частот­ ной, фазовой и др.

Модулированный сигнал поступает на вход канала связи и передается в пункт назначения, где с помощью демодулятора осуществляется обратное преобразование модулированного сиг­

постоянного тока является совокупностью модулятора, непре­ рывного канала и демодулятора.

При прохождении электрического сигнала по непрерывному каналу на него воздействуют различного рода помехи, которые проявляются в виде искажений длительности посылок постоян­ ного тока на выходе канала постоянного тока.

Одна из основных задач приемной части оконечной аппара­ туры С П Д С состоит в помехозащищенном приеме дискретных сигналов. Эта задача решается в два этапа: на первом этапе обеспечивается помехозащищенный прием отдельных посылок, а на втором этапе — прием кодовых комбинаций.

Принимаемая с выхода демодулятора последовательность неискаженных и искаженных посылок подается на регистрирую­ щее устройство ( Р У ) , с помощью которого по каждой элемен­ тарной посылке принимается решение (осуществляется регист­ рация). В литературе регистрирующее устройство нередко на­ зывают первым решающим устройством. Данное устройство позволяет правильно оценивать значение переданного элемента («О» или « 1 » ) по принятой искаженной посылке, если величина искажений не превышает заданное значение. Поэтому опреде­ ленная часть искаженных по длительности посылок регистри­ руется правильно, благодаря чему обеспечивается первичная защита принимаемых дискретных сигналов от искажений.

В том случае, когда искажения посылок превышают задан­ ное значение, элементы регистрируются неправильно (вместо «О» — '«1» и наоборот), в результате чего на выходе РУ появ­ ляются ошибочно зарегистрированные элементы, называемые ошибками. Таким образом, ошибки являются предельным слу­ чаем искажений принимаемых посылок.

Второй этап состоит в помехозащищенном приеме кодовых комбинаций. Это обеспечивается приемником УПД, который иногда называют вторым решающим устройством. Приемник УПД, поочередно принимая избыточные л-элементные кодовые

Требования к достоверности зависят от многих факторов, в частности определяются характером передаваемых сообщений. Очевидно, что в сообщениях, состоящих из смыслового текста и не содержащих цифр, может быть допущено больше искажен­ ных символов, чем при передаче цифрового текста, так как неко­ торые искаженные символы можно исправить по смыслу приня­ того сообщения.

По существующим нормам М К К Т Т на международных теле­ графных связях допускается не более одного искаженного сим­ вола на 44 000 переданных символов. Следовательно, вероятность

передачи данных (СПД ) предъявляются повышенные требования

лен широкий диапазон для вероятности ошибочного приема сим­

количество полезной информации, передаваемой в единицу вре­ мени.

и т. п . ) . Скорость передачи информации определяет долю: ин­ формационных элементов среди всех переданных элементов. При этом считается, что для двоичных сигналов один информацион­ ный элемент несет одну единицу информации, один бит инфор­ мации. Поэтому скорость передачи информации оценивается числом бит (двоичных единиц), передаваемых в секунду.

Скорость передачи информации в системе передачи дискрет­ ных сообщений зависит от принципа построения оконечной аппа­ ратуры и пропускной способности канала. Пропускная способ­ ность канала определяется шириной полосы пропускания канала,

Скорость передачи информации системы уменьшается за счет передачи дополнительных элементов избыточного кода, передачи

служебных сигналов и воздействия помех, которые снижают пропускную способность канала.

Требования по достоверности и скорости передачи информа­ ции противоречивы. В общем случае чем выше достоверность, тем меньше скорость передачи информации и наоборот. Так как скорость передачи информации зависит также от пропускной способности канала, то при проектировании С П Д С одним из основных критериев ее эффективности является обеспечение максимальной скорости передачи при заданной достоверности.

П р и м е р . Определить скорость передачи информации в телеграфией системе, если в качестве оконечной аппаратуры использован стартстопный аппарат, работающий непрерывно, и помехи в канале отсутствуют.

Каждый знак, передаваемый аппаратом, состоит из 7,5 элементарных по­ сылок, из которых пять информационных и две служебных: стартовая дли­ тельностью 20 мс и стоповая — в полтора раза длиннее. Скорость телеграфи­ рования N = 1/0,02 = 50 бод. Скорость передачи информации в телеграфной системе запишем

/?тг = -^у 50 = 33,3 бит/с.

Под надежностью СПДС обычно понимают способность си­ стемы бесперебойно выполнять заданные функции в течение определенного интервала времени. Для систем передачи дис­ кретных сообщений такими функциями могут являться обеспе­ чение заданного времени передачи сообщений и заданной досто­ верности. Поэтому отказом для СПДС может считаться любое событие, вызывающее задержку передаваемых сообщений на время, большее допустимой задержки или приводящее к сниже­ нию достоверности. Допустимые значения задержки сообщений и достоверности обусловливаются конкретным назначением СПДС . Например, работа одной и той же С П Д С может счи­ таться безотказной при больших допустимых задержках и иметь большое число отказов при малых допустимых задержках. По­ этому выбор критерия отказа С П Д С и других исходных данных для определения надежности С П Д С осуществляется исходя из конкретных условий работы системы.

Повышение надежности СПДС обычно достигается резерви­ рованием аппаратуры и каналов связи [73]. В частности, находит применение постоянное резервирование, при котором осущест­ вляется параллельная работа по двум-трем каналам передачи дискретных сообщений (каналам П Д С ) или двум-трем каналам связи. При этом желательно, чтобы каналы связи были разно­ типными и проходили по географически разнесенным трассам. На рис. 1.8а показан вариант постоянного резервирования, при котором одна и та ж е информация передается по двум парал­ лельно соединенным каналам ПДС . На приеме с помощью груп­ пового устройства (ГУ) в каждый данный момент выбирается информация одного из каналов ПДС . Сочетание нескольких ка­ налов ПДС, объединенных групповым устройствам, называют

трактом передачи дискретных сообщений. Другой вариант, при •котором осуществляется одновременная параллельная передача информации по двум каналам связи, приведен на рис. 1.86.

СІK0 3U

8)Ши

Иногда резервирование осуществляется путем замещения основного элемента системы резервным с помощью автомати­ ческих переключающие устройств. На рис. 1.8в приведен вариант замещения канала ПДС, а на рис. 1.8г — канала связи. Анало­ гично могут замещаться отдельные устройства оконечной аппа­ ратуры.

Г Л А В А 2

О С Н О В Н Ы Е П Р И Н Ц И П Ы П О С Т Р О Е Н И Я

ОК О Н Е Ч Н О Й А П П А Р А Т У Р Ы

§2.1. Структурная схема оконечной аппаратуры

2.1.1.Назначение оконечной аппаратуры

Оконечная аппаратура предназначена для преобразования сообщений в электрические сигналы и передачи их с заданной скоростью в канал (передающая часть), для помехозащищенного приема искаженных сигналов и преобразования их в сооб­ щения в удобной для потребителя форме (приемная часть).

Рассмотрим основные узлы передающей части (передатчика) и приемной части (приемника) оконечной аппаратуры, с по­ мощью которых осуществляются указанные преобразования. Преобразования, связанные с модуляцией сигналов и помехозащищенным кодированием, рассматриваются в главах 3 и 6.

2.1.2.Структурная схема передатчика

Передатчик оконечной аппаратуры обеспечивает:

—кодирование передаваемых сообщений;

—• преобразование кодовых комбинаций из параллельной формы в последовательную, так как при кодировании элементы кодовой комбинации формируются одновременно, а передача элементов в канал связи в большинстве дискретных систем осу­ ществляется последовательно;

—формирование служебных элементов для управления при­ емником;

—передачу последовательности информационных и служеб­ ных посылок в канал связи с выбранной скоростью телеграфиро­ вания;

—преобразование непрерывного (аналогового) сообщения в дискретное, если это необходимо.

Структурная схема основных узлов передатчика приведена на рис. 2.1. При передаче дискретных сообщений в формирова­ нии значений элементов кодовых комбинаций, соответствующих передаваемым знакам, участвуют кодирующее устройство, нако­ питель и выходное устройство. В телеграфных аппаратах нако-