3.6. Способы передачи дискретных сигналов.

Передача дискретных сигналов по каналам связи может осуществляться тремя способами:

- синхронным;

- асинхронным;

- стартстопным.

При синхронном способе передачи сигналов количество единичных интервалов между двумя любыми значащими моментами (в пределах одной или различных комбинаций) есть целое число (рис. 3.13, а). Можно сказать, что при синхронном способе передачи дискретных сигналов по оси времени жестко задан единый такт работы.

Асинхронная передача сигналов может быть определена следующим образом:

1) количество единичных интервалов между двумя значащими моментами, соответствующими одной кодовой комбинации первичного кода, есть целое число;

2) количество единичных интервалов между двумя значащими моментами, соответствующими различным кодовым комбинациям, не является целым числом (рис. 3.13, б).

Таким образом, при асинхронном способе передачи дискретных сигналов, в пределах каждой кодовой комбинации определен единый временной такт работ, а между кодовыми комбинациями временные соотношения являются произвольными, т. е. случайным будет и временной интервал

(3.5)

где - начало (n+1)-й кодовой комбинации;

- конец n-й кодовой комбинации.

Передача телеграфного сигнала, соответствующего первичному коду Морзе, может служить примером асинхронного способа передачи.

При стартстопном способе передачи дискретных сигналов количество единичных интервалов между произвольными значащими моментами, соответствующими одной или различным кодовым комбинациям, не является целым числом (рис. 3.13, в).

рис.3.13

Таким образом, несмотря на то, что моменты времени начала и конца каждой из кодовых комбинаций жестко определены вследствие того, что служебный сигнал «стоп» имеет длительность , нарушается синхронный режим работы как в пределах одной, так и нескольких кодовых комбинаций.

Каждый из способов передачи дискретных сигналов находит широкое применение на практике.

И, наконец, введем понятие скорости модуляции и скорости передачи информации.

Скоростью модуляции (телеграфирования) называют число единичных элементов, передаваемых в единицу времени:

, (3.6)

где n - число единичных элементов;

Т — время передачи;

- длительность единичного элемента.

Единицей измерения скорости модуляции является Бод. Одному Боду соответствует скорость, при которой передается один единичный элемент в одну секунду. В телеграфии используются следующие стандартные скорости модуляции 50, 100, 200 Бод. Допускается использование скорости модуляции в 75 Бод. Эти же скорости используются и в так называемых низкоскоростных системах передачи данных.

Для среднескоростных СПД стандартизированы скорости модуляции 600, 1200, 2400, 3000, 3600, 4800, 7200, 9600 Бод. Высокоскоростные СПД имеют скорости модуляции 12000 Бод и выше.

Чрезвычайно важным является вопрос о максимально допустимой скорости модуляции в каналах с ограниченной полосой пропускания.

Если передача информации осуществляется импульсами постоянного тока (например, телеграфным сигналом) через идеальный фильтр нижних частот (ФНЧ), то предельная скорость модуляции определяется на основе следующих соображений.

Постоянная времени ФНЧ определяется выражением

, (3.7)

где — импульсная переходная функция;

- частота среза ФНЧ.

Минимально возможная длительность единичных элементов не может превосходить постоянную времени, т. е.

, (3.8)

следовательно, максимально возможная скорость модуляции

будет равна

. (3.9)

Из теории цепей известно, что полосовой фильтр с эффективной полосой пропускания эквивалентен ФНЧ, у которой F_B и связаны соотно-шением

. (3.10)

Подставляя (3.10) в (3.9), получим предельно возможную скорость модуляции при передаче модулированных сигналов через полосовой фильтр

. (3.11)

Соотношения (3.9) и (3.11) называются пределами Найквиста.

Скорость модуляции однозначным образом связана со скоростью переда-чи информации

, (3.12)

где V — скорость модуляции;

М — основание сигнала;

p — вероятность ошибки единичного элемента.

В реальных каналах связи обычно р << 1, поэтому выражение (3.12) мо-жет быть записано в следующем виде:

. (3.13)

Выражение (3.13) определяет производительность источника сообщений.

Для случая М> 2 скорость передачи информации больше скорости модуляции. При М=2, R=V, если элементы сигнала равновероятны и взаимонезависимы. Во всех остальных ситуациях R<V.

Вопросы для самопроверки

1. Какие системы проводной связи вы знаете?

2. Поясните, чем отличаются системы передачи телефонных, факсимильных и телевизионных сообщений?

3. Чем отличаются системы телеграфной связи от систем передачи данных?

4. Что такое коммутационная аппаратура?

5. Какие виды каналообразующей аппаратуры применяются в системах проводной связи?

6. Чем отличаются абонентская и соединительная линия?

7. Что такое диаграмма уровней передачи?

8. Нарисуйте структурную схему системы телефонной связи.

9. Дайте характеристику телефонных сигналов.

10. Нарисуйте структурную схему системы телеграфной связи.

11. Дайте характеристику дискретным сигналам.

12. Нарисуйте структурную схему системы передачи данных.

13. Какие международные коды вы знаете?

14. Поясните три способа передачи дискретных сигналов.

Литература: [ЭП], [2,6].

Задачи

Задача 1

По системе телеграфной связи передается сообщение в виде кодовой комбинации из числа единичных элементов n=5. Время передачи Т=100мс, а длительность единичного элемента мс.

Определить скорость телеграфирования и ширину спектра передавае-мого сигнала.

Задача 2

Найти скорость передачи дискретных сигналов при основании сигнала m=2 и m=16. Будут ли равны в этих случаях скорость передачи информации и скорость телеграфирования? Литература: [ЭП], [2,6].