Составление опознавателей и проверочных равенств

Удобно в качестве ненулевых последовательностей служащих опознавателями взять таблицу двоичных чисел, соответствующих номеру разряда, в котором произошла ошибка.

Вектор ошибки Опознаватели.

0000001 001

0000010 010

0000100 011

.............

1000000 111

Коды, в которых опознаватели построены таким образом, называются - коды Хемминга

Найдем проверочные равенства

1). Результат 1-й проверки - для младшего разряда получена 1. Это результат ошибки в одном из рядов, опознаватель которого в младшем разряде имеет 1.

1)

2. a₂

3. a₄

Надо чтобы эти равенства удовлетворялись для любых разрешенных кодовых комбинаций, и ошибка могла бы быть однозначно исправлена. Для этого три проверочных разряда надо выбрать так, чтобы они входили каждый только в одно проверочное равенство.

Отсюда правило кодирования

a₁=a₃

a₂=a₃

a₄=a₅

Построение циклического кода

Если взять кодовую комбинацию и проводить циклический сдвиг, то получим ряд кодовых комбинаций называемый циклическим

010001, 100010, 000101, 001010 и т.д.

Здесь старший разряд становится младшим, а остальные сдвигаются влево на 1 разряд.

Для циклических кодов удобна запись в виде многочлена.

X⁴+1, x⁵+x, x²+1, x³+x и т.д. циклический сдвиг соответствует умножению на x.

Любой многочлен (разрешенная кодовая комбинация) должен делиться без остатка на исходный (образующий) многочлен. Запрещенные кодовые комбинации не делятся на образующий многочлен без остатка. По виду остатка можно судить о разрядах, в которых произошла ошибка.

Передача сообщений

Передача сообщений, происходящая с помощью сигналов, несколько отличается от передачи с помощью знаков или символов. В случае передачи сигналов возможно использование акустических каналов (связь между мостиком корабля и машинным отделением), оптических каналов (светофор, семафор на железной дороге, флажковый семафор и оптоволоконные линии) и электрические способы передачи сигналов (проводные линии связи, радио линии).

Подробнее рассмотрим передачу сигналов по некоторым линиям связи.

Проводные линии связи.

Проводные линии связи наиболее просто организуются и при небольших расстояниях (20 ÷ 60 км) не требуют сложной аппаратуры. Возможны два варианта построения проводной линии связи: воздушная и кабельная.

Для воздушной проводной линии связи необходимо провода подвешивать через изоляторы на столбы, расположенные через определенные расстояния (60÷80 м).

Воздушная проводная линия связи может быть повреждена высокими транспортными средствами или при наезде транспортных средств на столбы. Негативно сказываются на надежности связи и метеорологические условия (ветер, обледенение).

Для кабельной проводной линии связи необходимо провода надежно изолировать друг от друга и все вместе от окружающей среды. В получившейся конструкции может находиться несколько десятков пар проводов небольшого сечения, такое изделие называется кабель и в широкой номенклатуре выпускается промышленностью. Основную механическую нагрузку несет внешняя оболочка кабеля, токовая нагрузка в линии редко превышает 20 мА, напряжение в паре проводов не более 100 В, что позволяет сечение провода и изоляцию в кабеле связи выбирать по конструктивным соображениям.

Кабель непосредственно укладывается под землю или пропускается в трубе зарытой ниже глубины хозяйственной деятельности. Такой кабель обеспечивает большую надежность связи и может быть поврежден только при проведении земляных работ или стихийных бедствиях (землетрясение, сель). Обычно для обозначения места положения кабеля выставляются знаки, запрещающие раскопки, а если кабель идет по дну через судоходные водные пути на трассе запрещают бросать якоря. На кабель, находящийся в земле, укладывают красный кирпич, который сигнализирует, что глубже копать нельзя. Кабельная проводная линия связи, так же как и воздушная проводная линия связи при длине линии не более 20÷60 км не требует сложной аппаратуры усиления.

Электрические характеристики воздушных и кабельных проводных линий связи очень похожи, но имеют некоторые различия, обусловленные условиями работы.

Схема замещения проводной линии связи

Эти линии в электротехнике называются «длинные линии» и содержат в схемах замещения не сосредоточенные параметры, а распределенные на единицу длины R_N, R_NN, L_N и C_N.

Здесь R_N - омическое сопротивление провода на метр длины линии

L_N - индуктивность на метр длины линии

C_N - емкость между проводами на метр длины линии

R_NN - омическое сопротивление утечки между проводами на метр длины линии

В провода воздушной проводной линии связи кроме электрической нагрузки несут огромную механическую нагрузку от ветра, обледенения и просто от собственного веса. Обычно проволока воздушных проводных линий выполняется из омедненной стальной проволоки. Медное покрытие необходимо для уменьшения омического сопротивления провода R_N, это же покрытие защищает стальной провод от коррозии. Изоляторы, с помощью которых провода подвешиваются к столбам, изготавливаются из стекла или глазурированного фарфора. Форма изолятора выбирается так чтобы увеличить путь возможных токов утечки и уменьшить влияние загрязнений на сопротивление R_NN.

Серьезную проблему представляет нестабильность параметров воздушной линии связи. Сопротивление R_N зависит от материала провода и температуры окружающей среды, изменяясь с температурой почти по линейному закону R=ρl/s, ρ=ρ₀[1+α(Т-Т₀)+β(Т-Т₀)²].

Где: ρ – удельное сопротивление материала провода

- l – длина провода

- s – сечение провода

- α – температурный коэффициент сопротивления материала провода

- β – мало по сравнению с α и им обычно пренебрегают

- Т –температура провода

С изменением температуры изменяется длина проводов, что приводит к изменению частотных характеристик линии связи. Раскачивание проводов ветром приводит к периодическому изменению емкости С_N между проводами и соответственному изменению частотной характеристики линии связи. Осадки приводят к увеличению поверхностной проводимости изоляторов, что серьезно ослабляет сигнал. Все эти явления существенно влияют на работу линии связи при больших расстояниях между пунктами связи. Для компенсации затухания сигнала применяют усилители, устанавливаемые через определенные расстояния. На несколько необслуживаемых усилительных пунктов (НУП), в силу сказанного выше, и непредсказуемости свойств линии связи необходимо иметь обслуживаемый пункт усиления, с круглосуточным присутствием обслуживающего персонала.

В кабельных линиях связи наличие НУП так же необходимо, а вот обслуживаемых пунктов может быть значительно меньше, так как в кабеле, находящемся в земле, природные возмущения на параметры линии связи влияют много меньше. Устойчивость параметров кабельной линии связи определяется конструкцией кабеля и относительным постоянством температуры в земле на глубине 0.8÷1.5м, где лежит основная масса кабелей.