Направления и перспективы развития телефонной

9.2. ОСНОВЫ ТЕХНИКИ ТЕЛЕГРАФНОЙ

СВЯЗИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Особенности телеграфной связи и передачи данных

Как известно, телеграфная связь и передача данных в отличие от других видов электросвязи предназначены для передачи на рас­ стояние дискретных сообщений, имеющих, как правило, индиви­ дуальное назначение. Дискретный характер сообщений позволяет использовать в системах, реализующих эти виды связи, кодовый метод преобразования сообщения в сигнал и обратно. Сигналы в этих системах также имеют дискретный характер. При этом их информа­ ционный параметр принимает, как правило, всего два значения. Это обстоятельство позволяет использовать для реализации сложных современных дискретных систем связи двоичные переключающие устройства, отличающиеся простотой, устойчивостью и долговеч­ ностью в работе. Простейшими двоичными переключающими устрой­ ствами являются контакты или ключи, способные находиться в одном из двух возможных устойчивых состояний: замкнутом или разомкнутом. Для управления состоянием контактов часто исполь­ зуются электромагнитные реле.

В современных дискретных системах связи применяются также другие двоичные устройства, отличающиеся по принципу работы, возможностям и конструктивному исполнению.

Особенности построения и работы дискретных систем обеспечи­ вают им ряд достоинств и дополнительных возможностей по сравне­ нию с другими системами электросвязи. Основные из них следую­ щие:

более высокая эффективность использования дорогостоящих ка­ налов и линейных сооружений связи;

более высокая производительность работы дискретных систем; возможность передачи сообщений с любой необходимой ско­

ростью (от десятков до сотен и тысяч знаков в секунду); документальность передаваемых сообщений; более высокая степень автоматизации на всех этапах процесса

передачи сообщений; высокая устойчивость к помехам;

низкая стоимость передачи сообщений; обеспечение высокой степени верности передачи сообщений1

Перечисленные обстоятельства ставят телеграфную связь и пере­ дачу данных в разряд важнейших видов электросвязи, имеющих массовое применение. Документальность, возможность обеспечения

1 В е р н о с т ь ю п е р е д а ч и называется степень соответствия принятых сооб­ щений переданным. Она определяется отношением числа знаков сообщения, приня­ тых безошибочно, к общему числу знаков, переданных за определенный промежуток времени.

высокого качества передачи при любой необходимой скорости делают их во многих случаях незаменимыми,

Особым достоинством дискретных систем связи является то, что они способны обеспечить связь между людьми, между челове­ ком и ЭВМ, а также между разнесенными в пространстве ЭВМ.

Понятие о кодах

Некоторые документальные сообщения представляют собой изображения, состоящие из отдельных знаков. Например, текстовые сообщения на любом языке составляются из одного и того же набора знаков: букв алфавита и нескольких знаков препинания. Данные, предназначенные для ЭВМ, представляют собой сообще­ ния, состоящие из отдельного набора цифр. Такие сообщения, состоящие из конечного числа различных знаков, как известно, называются д и с к р е т н ы м и . Любые по объему дискретные сооб­ щения представляют собой заранее известный набор знаков, комби­ нируемых определенным образом. Это обстоятельство позволяет значительно упростить процесс и устройство передачи и приема подобных сообщений. Поскольку все возможные знаки сообщений заранее известны на обоих концах системы электросвязи, то, очевид­ но, нет необходимости передавать на приемную сторону сами знаки, а достаточно передать информацию о том, какой знак из этого набора следует использовать в каждом случае. Например, если предварительно пронумеровать различные знаки сообщения, то можно передавать вместо знаков их порядковые номера. Для этого все возможные знаки сообщений располагают последователь­ но и нумеруют, как показано в табл. 9.1 на примере русского алфавита. Если такие таблицы имеются на обоих концах системы электросвязи, то от передатчика к приемнику достаточно передавать вместо знаков (в данном случае букв) их порядковые номера. На приемном конце принятый порядковый номер позволит опреде­ лить по таблице соответствующую букву.

Т а б л и ц а 9.1

Таким образом, передача 0^кв заменяется передачей их услов­ ных обозначений, которыми в данном случае служат порядковые номера. Мы с детства привыкли считать и записывать числа с помощью десяти цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. В основе такого счета лежит число десять, поэтому эта система счисления называет­ ся д е с я т и ч н о й . Однако для счета и записи чисел можно исполь­ зовать и другие системы счисления с основанием, большим I. Например, в пятеричном исчислении (основание равно 5) все числа записываются пятью цифрами, а в двоичной системе счисления (основание равно 2) числа записываются с помощью всего двух цифр, обозначаемых 0 и 1.

Во втором столбце табл. 9.1 приведены порядковые числа от 1 до 32 в десятичной системе счисления, в третьем столбце — те же числа в пятеричной, а в четвертом столбце — в двоичной системе счисления.

Если вместо 32 букв алфавита (без буквы ё) передавать по системе связи их порядковые номера в виде чисел в десятичной системе счисления, то последовательность передаваемых знаков сообщения будет содержать всего десять различных цифр. При использовании порядковых номеров в пятеричной системе счисле­ ния число различных, цифр уменьшится до пяти. Двоичная система счисления позволяет уменьшить количество различных цифр в последовательности передаваемых чисел до двух. Это очень важное обстоятельство, позволяющее значительно упростить устройство элементов систем передачи дискретных сообщений, повысить ус­ тойчивость и надежность их работы. Именно поэтому в современ­ ных дискретных видах связи используют, как правило, двоичное счисление, и системы называются д в о и ч н ы м и .

Таким образом, знаки сообщений при передаче заменяются их условными обозначениями, в частности порядковыми номерами, представляющими собой комбинации цифр 0 и 1. Эти комбинации

ций. Совокупность кодовых комбинаций, заменяющих все знаки сообщения, составляет телеграфный код, или просто код. Процесс преобразования знаков сообщения в кодовые комбинации называет­ ся к о д и р о в а н и е м .

Однако нумерация знаков сообщений не единственный способ построения кодов. В настоящее время разработаны и используются коды, обладающие различными свойствами и возможностями. Они отличаются принципами построения, числом различных эле­ ментов, из которых составляются комбинации, числом элементов в комбинациях и числом возможных комбинаций.

ментов, которые принято называть «точка» и «тире». В табл. 9.2 приведены комбинации кода Морзе, соответствующие буквам рус-

вают механические и электронные. В первом случае распределе­ ние осуществляется с помощью кулачков, во-втором — электрон­ ных устройств, реализуемых на бесконтактных двоичных устрой­ ствах.

Выходное устройство выполняет последовательное преобразо­ вание элементов комбинации в электрические импульсы (III этап). Функции выходных устройств часто выполняют контакты, време­ нем замыкания и размыкания которых управляет распредели­ тель. В электронных передатчиках выходное устройство представ­ ляет собой электронное реле.

К вспомогательным элементам передатчиков относятся уст­ ройства: ввода знаков, задающее, управления и др. В современных передатчиках применяются устройства ввода знаков с клавиа­ турой типа пишущих машинок. Ввод знака в таких устройствах производится путем нажатия соответствующей клавиши. Задающее устройство обеспечивает работу распределителя. В электромеха­ нических передатчиках эту роль выполняет движущий механизм, состоящий из электродвигателя и устройств передачи движе­ ния. Вращение ротора двигателя передается на распределитель через управляющее устройство. В электронных передатчиках распределители работают от генератора тактовых импульсов ГТИ, являющегося задающим устройством. Между ГТИ и распредели­ телем имеется управляющее устройство, определяющее режим ра­ боты и параметры передатчика. Вид сигнала на выходе пере­ датчика показан на рис. 9.26.

Устройства преобразования сигналов в сообщения

Преобразование сигнала в сообщение выполняется специаль­ ным устройством, называемым приемником. В дискретных систе­ мах связи приемники преобразуют комбинации двоичных импуль­ сов в знаки сообщения. Это преобразование производится в четыре этапа (рис. 9.28). На первом этапе происходит последовательный поэлементный прием сигнала, в результате чего электрические