скачать ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Орский индустриальный колледж» ГОУ СПО « ОИК» Передача дискретных сообщений Курс лекций для студентов очного и заочного отделений по специальности 210406 – « Сети связи и системы коммутации» 2007
Автор: Рагузина В.Г. – преподаватель Орского индустриального колледжа. Рецензенты: Курс лекций по дисциплине «Передача дискретных сообщений» вводится для изучения студентами в соответствии с Государственным стандартом образования по специальности 210406 – « Сети связи и системы коммутации» Дисциплина «Передача дискретных сообщений» базируется на знаниях, полученных студентами из курсов «Цепи и сигналы электросвязи», «Электронная техника», «Автоматическая коммутация». Курс лекций дает представление о принципах организации сетей телекоммуникаций и работе оборудования используемого на них. «Передача дискретных сообщений» включает в себя изучение шести разделов. В первом разделе рассматриваются принципы передачи дискретных сигналов. Во втором - оконечное оборудование для передачи и приема дискретных сигналов, используемых на предприятии связи. В третьем - факсимильная связь, изучается оборудование по передаче и приему неподвижных изображений. В четвертом – современные коммутационные системы. В пятом – оборудование образования дискретных каналов электросвязи. В шестом – структура узлов связи, сети и службы передачи данных и рассматриваются методы защиты в службах передачи данных. При изучении дисциплины учитываются межпредметные связи с дисциплинами: Сети связи, Цепи и сигналы электросвязи, Электронная техника, Автоматическая коммутация, Охрана труда. Дисциплина «Передача дискретных сообщений» является базовой дисциплиной для изучения предметов: Интеграция сетей связи, Линейные сооружения связи. ВВЕДЕНИЕ Системы связи служат для передачи информации. Под информацией понимаются сведения о каком-либо событии или предмете, поступающие к получателю извне в результате его взаимодействия с окружающей средой. Подлежащая передаче информация содержится в сообщении. Под сообщением понимается форма представления информации. При телефонной передаче и вещании сообщение—это непрерывное изменение во времени звукового давления, при телеграфной передаче сообщением является последовательность отдельных (дискретных) символов — букв, цифр или условных знаков. Дискретными называются такие сообщения, которые характеризуются конечным числом символов, подлежащих передаче за конечный промежуток времени. В отличие от дискретных, непрерывные (или, как их иногда называют, аналоговые) сообщения характеризуются бессчетным множеством значений на протяжении конечного промежутка времени. В зависимости от характера передаваемых сообщений системы связи делят на системы передачи непрерывных сообщений и системы передачи дискретных сообщений. ^ Изобретателем и творцом электрического телеграфа был наш соотечественник член-корреспондент Петербургской Академии наук ^ Построенная им в 1832 г. линия телеграфной связи содержала многие элементы, использованные в последующих более совершенных системах. Так, например, им был предложен первый телеграфный код — основа всех систем передачи дискретных сообщений. Продолжателем работ П. Л. Шиллинга в области телеграфии был другой выдающийся русский ученый академик Б. С. Якоби — изобретатель первого в мире буквопечатающего аппарата (1850г.). Им же впервые осуществлена передача телеграфных сигналов по одному проводу, разработан принцип синхронной передачи, использована телеграфная трансляция, т. е. многое из того, что до настоящего времени широко используется в системах передачи дискретных сообщений. В 1837 г. американец Морзе разработал свою систему телеграфного аппарата, которая с различными усовершенствованиями применялась более 100 лет. Большой вклад в развитие телеграфной техники внесли американец Юз, англичанин Уитстон, француз Бодо. Разработанная ими в 60—80 годах прошлого века аппаратура применялась на телеграфной сети в царской России. После Великой Октябрьской социалистической революции телеграфная техника в нашей стране начала быстро развиваться и достигла значительных успехов. В 1929 г. А. Ф. Шориным, а в 1931 г. Л. И. Тремлем были сконструированы простые и удобные буквопечатающие телеграфные аппараты, затем был разработан аппарат СТ-35, усовершенствованные конструкции которого применяются и в настоящее время. Инженеры А. Д. Игнатьев, Л. П. Турин, Г. П. Козлов и В. И. Керби разработали многократные быстродействующие телеграфные аппараты для радиосвязи. Развитие оконечной телеграфной аппаратуры идет по пути автоматизации процессов передачи и приема, увеличения скорости передачи на базе внедрения электроники вместо электромеханических устройств. Одновременно с совершенствованием оконечной телеграфной аппаратуры происходил переход от передачи по физическим цепям к более совершенным в технико-экономическом отношении способам передачи по каналам систем уплотнения. Были разработаны и непрерывно совершенствовались системы тонального телеграфирования, в последние годы появились системы телеграфирования, базирующиеся на импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Развиваются и методы коммутации. На смену ручному переприему телеграмм пришел полуавтоматический метод, а затем автоматическая коммутация каналов; в последнее время для целей коммутации начинают применяться электронно-вычислительные машины (ЭВМ). К системам передали дискретной информации относится и самый молодой вид электрической связи – передача данных. Согласно определению МККТТ передача данных (ПД) — это область электросвязи, целью которой является передача информации для ее обработки электронными вычислительными машинами (ЭВМ) или уже обработанной ими. Передача данных предусматривает передачу информации от различных источников — телеграфных аппаратов, трансмиттеров, датчиков, накопителей на магнитных лентах (НМЛ), магнитных барабанах (НМБ), магнитных дисках (НМД) к ЭВМ, от ЭВМ к различным приемникам информации— реперфораторам, печатающим устройствам, устройствам отображения, графопостроителям, НМЛ, НМБ, НМД и т. п., а также передачу данных между ЭВМ. Развитие ПД в значительной степени определяется темпами роста числа ЭВМ, совершенствованием юг характеристик и расширением областей использования. Можно назвать следующие основные тенденции развития ЭВМ: — бурный количественный рост (если в 1950 г. число ЭВМ составляло несколько десятков, то в 1970 г. их было несколько десятков тысяч, а к 1975 г. планируется увеличение до сотен тысяч); — резкое увеличение быстродействия (от нескольких сотен операций в секунду в 1950 г. до нескольких миллионов операций в секунду в настоящее время с перспективой увеличения до десятков и сотен миллионов операций в секунду); Увеличение потребности народного хозяйства и населения в передаче телеграфных сообщений послужило толчком к развитию каналообразующей телеграфной аппаратуры, с помощью которой по стандартному каналу тональной частоты стало возможным передавать до нескольких десятков телеграфных сообщений. В процессе развития автоматизировалась не только оконечная телеграфная аппаратура, но и коммутационная. Были созданы автоматические узлы коммутации каналов и сообщений, позволяющие организовать временные соединения оконечных телеграфных пунктов. Сеть, на которой осуществлялось прямое временное соединение двух оконечных пунктов, получила название сети прямых соединений (ПС). На сети ПС используются станции коммутации каналов (КК). В результате стали развиваться сети передачи данных. Однородность сигналов, которыми передаются телеграфная и машинная информация, позволяет использовать одну и ту же телеграфную сеть. Машинная информация получила название данных, а соответствующая сеть — сеть передачи данных (ПД). Соответственно появились и объединенные коммутационные станции АТ—ПС—ПД, в которые включаются оконечные пункты (ОП) СОП, пункты абонентского телеграфа (АТ) и абонентские пункты (АП) ПД. Для обмена машинной информацией скорость передачи телеграфных сообщений 50—100 Бод недостаточна. В связи с этим на сети передачи дискретной информации на всех участках тракта стала внедряться аппаратура, допускающая скорость работы 200 Бод и выше. Телеграфия с самого начала представляла импульсную, дискретную, цифровую. Параллельно импульсной телеграфии развивалась аналоговая связь. Физические основы фототелеграфии те же, что и у телевидения — преобразование световой энергии в электрическую с помощью фотоэлементов с внешним фотоэффектом, открытым А. Г. Столетовым. В Советском Союзе первая линия фототелеграфной связи Москва—Берлин была открыта в 1927 г. с использованием немецкой аппаратуры. На рубеже 30-х годов была опробована идея передачи газет фототелеграфным способом из Москвы в Ленинград. В 1930 г. выпущен первый отечественный фототелеграфный аппарат БТОР. Затем появились более совершенные аппараты ЗФТ-А4 (1936 г.), ФТ-37 (1938 г.), которые работали на радиолиниях Москва—Владивосток, Москва—Ташкент и др.Развитие фототелеграфии позволило создать к настоящему времени достаточно разветвленную сеть факсимильной связи общего пользования и сеть передачи газетных полос. На базе коммутируемой телефонной сети развивается абонентская факсимильная связь. Факсимильные аппараты широко внедряются в низовом звене телеграфной сети для передачи телеграмм из отделения связи на Центральный телеграф (ЦТ). На основе использования факсимильной техники развивается «электронная почта». Во многих странах успешно развивается факсимильная связь издательств с удаленными пунктами, в которых воспроизводится их продукция. При этом используются не только земные средства связи, но и космические — через искусственные спутники Земли (ИСЗ). В СССР первая факсимильная связь через ИСЗ «Молния-1» была осуществлена в 1965 г. ^ В систему телеграфной (Тг) связи входят телеграфная сеть общего пользования и телеграфная сеть ограниченного пользования, в состав которых включены сети телеграфной связи и сети абонентского телеграфирования (рис.1). Сеть телеграфной связи общего пользования ЕСЭ России предназначена для обеспечения потребности народного хозяйства и населения в обмене телеграфной информацией в форме текста, изображения (фото, чертеж), газетных полос, различных видов дискретной информации посредством электрических сигналов по проводам или радио. В зависимости от размеров охватываемой территории сеть телеграфной связи общего пользования (ТгОП) подразделяется на:
Сеть телеграфной связи - это совокупность узлов и пунктов связи, соединенных между собой каналами телеграфной связи. ![]() Рисунок 1 - Структура системы телеграфной связи РФ Основу сети телеграфной связи составляют главные узлы У1, зоновые У2, местные У з, оконечных пункты, а также каналы, соединяющие их между собой и с оконечными пунктами. Узлы У1 являются главными узлами выделенных зон на территории страны и предназначены для обработки основной доли транзитной нагрузки, а также исходящей и входящей нагрузок оконечных пунктов своей зоны. При определении нагрузки в качестве показателей приняты: 1. Телеграмма, которая применяется на таких участках узлов, где ее длина не имеет значения - на сортировке, доставке, контроле. 2. Слово телеграммы. Оно используется при определении производительности телеграфистов. 3. Среднее число телеграфных знаков для передачи слова телеграммы. Данный показатель используется при расчете пропускной способности телеграфного аппарата или узла. Для телеграфного аппарата необходимо определять нагрузку по числу знаков в телеграмме и по средней длине телеграммы, а при расчете оборудования телеграфного узла следует учитывать неравномерность и колебание нагрузки. Неравномерность определяется сезонным колебанием по месяцам, дням недели и часам суток. Применяются следующие коэффициенты неравномерности: Nмес = 1,1-1,2; Nдн = 1,05 - 1,2. Неравномерность по часам суток определяется коэффициентом концентрации Сср.сут. Для магистральной связи в час наивысшей нагрузки (ЧНН) необходимо применять поправочный коэффициент Кчнн = 0,08 -0,1. Таким образом, телеграфную нагрузку узла можно определить по формуле: Cрасч =Ccр.сут * Kчнн * Nдн * Nмес Узлы У1 соединяются друг с другом в основном по принципу «каждый с каждым» по разным, как правило, линиям передачи первичной сети ЕСЭ России. Узлы У2 {зоновые узлы) размещаются в местах сосредоточения большого числа потребителей и предназначены для обработки местной исходящей, входящей и транзитной нагрузок. Узлы У3 (местные узлы) размещаются в районных центрах и городах областного подчинения. Назначение их такое же, что и у зоновых узлов. Оконечные пункты (отделения связи) предназначены для непосредственного приема информации от отправителей и доставки ее адресатам. Они соединены телеграфными каналами с местными и зоновыми узлами и включают оконечное телеграфное оборудование. На телеграфной сети применяются следующие типы каналов: каналы тонального телеграфирования, образуемые путем вторичного уплотнения типовых каналов передачи; каналы радиосвязи, образуемые путем использования радио-передающих и радиоприемных устройств; каналы надтонального телеграфирования; каналы, образованные по средним точкам телефонных цепей; каналы, получаемые по жилам телефонных кабелей городской телефонной сети; каналы, образованные на однопроводных цепях воздушных линий связи. Сети абонентского телеграфирования (АТ) организуются на основе телеграфных каналов, когда телеграфные аппараты устанавливаются непосредственно у абонентов. Они предназначены, как правило, для осуществления документального обмена с помощью телеграфных связей между предприятиями, ведомствами и другими звеньями народного хозяйства. Сеть абонентского телеграфирования построена по принципу коммутации каналов и дает возможность абонентам сети осуществлять непосредственно двустороннюю связь друг с другом. В состав сети АТ входят оконечные абонентские пункты, узлы коммутации, каналы связи и местные соединительные линии (рис. 2). Оконечный абонентский пункт оборудован стартстопным телеграфным аппаратом и вызывным прибором. Линейное питание цепи телеграфного аппарата осуществляется от коммутационного оборудования узлов коммутации, электродвигатель включается в сеть переменного напряжения. Для АТ используются рулонные или ленточные телеграфные аппараты, имеющие в своем составе автоответчики. Оконечные абонентские пункты включаются в узлы коммутации (УК) через соединительные линии. Передача сигналов осуществляется по соединительным линиям с помощью постоянного тока, при этом дальность телеграфирования по кабелю составляет 20...30 км, а по воздушным линиям - до 100...200 км. Узлы коммутации имеют в своем составе коммутационное оборудование, абонентские панели и переходные устройства, обеспечивающие подключение к УК магистральных каналов. ![]() Рисунок 2 - Структурная схема абонентской телеграфной сети: СТА - стартстопный телеграфный аппарат, ВП - вызывной прибор, АП - абонентские панели, ПУ - переходные устройства, КО – коммутационное оборудование Таким образом, телеграфные сети и сети АТ базируются на технических средствах, которые включают: - станции и подстанции коммутации каналов; - каналообразующую аппаратуру; - оконечную телеграфную аппаратуру (терминалы); - средства контроля, измерения и управления. Особенностями совместной работы телеграфных сетей и сетей АТ, функционирующих в рамках единой ЕСЭ России, являются следующие: 1. Эти сети выполняют различные задачи и поэтому информация из одной сети ни в коем случае не должна попадать в другую. Этот принцип лежит в основе построения всех коммутационных устройств, обслуживающих одновременно обе сети. 2. Каналы телеграфной связи, получаемые путем уплотнения (частотного или временного) каналов ТЧ первичной сети, не закрепляются за определенной сетью, а в зависимости от потребности предоставляются той или иной сети. В настоящее время в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т на базе канала ТЧ могут быть созданы 24 канала телеграфной связи со скоростью передачи 50 бод или 12 каналов Тг со скоростью 100 бод или 6 каналов Тг со скоростью передачи 200 бод. На телеграфной сети, как правило, применяются каналы Тг со скоростью передачи 50 и 100 бод, которые по мере развития сети будут сведены к единому каналу со скоростью 100 бод. 3. Сеть телеграфной связи отличается от сети АТ тем, что последняя, как правило, работает в режиме реального времени, тогда как сеть общего пользования допускает задержку в передаче сообщений (в пределах контрольных сроков передачи телеграмм). В каждой из рассматриваемых сетей для организации связи допустимо использование коммутации каналов. Коммутация сообщений, прежде всего, применяется в сети телеграфной связи. В настоящее время все большее признание получает разделение сети телеграфной связи на две части (два уровня); транспортную сеть и сеть доступа. Транспортная сеть представляет собой совокупность коммутационных узлов, соединенных между собой линиями передачи (каналами передачи), обеспечивающими передачу информации между территориально распределенными местными сетями связи. Транспортная сеть включает международную, междугородную и внутризоновые (региональные) телеграфные сети связи. Центральными элементами транспортной сети являются высокоскоростные линии, организованные в основном на базе волоконно-оптических линий (скорости от 64 кбит/с до десятков и сотен мегабит в секунду). Транспортная сеть предназначена для того, чтобы обеспечивать передачу высокоскоростных потоков информации без промежуточного накопления. Сеть доступа представляет собой местную сеть, предназначенную для пропуска местного трафика и подключения разнообразных абонентских терминалов к транспортной сети. Она состоит из абонентских линий связи, оконечных коммутационных станций, а также каналов, соединяющих местные станции между собой и с транспортной сетью. ^ Международные соединения телеграфных абонентов нашей страны с телеграфными абонентами других стран мира осуществляются по международной сети абонентского телеграфирования, которая называется Телекс. Эта сеть объединяет 96 стран мира, из которых 28 находятся в Европе и содержат более 52% всех абонентов мира. В большинстве стран международная сеть Телекс не выделяется из общей телеграфной сети страны. В качестве коммутационных станций на сети Телекс в основное применяются декадно-шаговые автоматические станции с использованием дискового способа набора номера. Такие станции называются станциями типа «Б». В некоторых странах (Франция, Норвегия, Голландия, Австралия, Югославия и др.) применяются! станции типа «А» — это в основном координатные станции с использованием клавиатурного способа набора номера. При таком способе набора телеграфный аппарат вызывающего абонента включается сразу же после посылки абонентом сигнала вызова. Набор номера вызываемого абонента с клавиатуры телеграфного аппарата сопровождается посылкой на станцию телеграфных стартстопных сигналов. Последние воспринимаются специальным стартстопным устройством в регистре и превращаются там в кодовые импульсы набора номера, которые затем посылаются регистром на приборы автоматического искания станции. При клавиатурном способе набора номера все сигналы, поступающие на аппарат абонента,— сигнал ответа станции, соединения, занятости, повреждения и т. д. — также посылаются со станции в виде стартстопных телеграфных сигналов. За последние годы число станций с клавиатурным набором на сети Телекс значительно возросло. Коммутационные станции связываются друг с другом каналами частотного телеграфирования и радиоканалами. На сети Телекс, как правило, используются каналы с амплитудной модуляцией. С каждым годом сеть Телекс значительно расширяется. ^ Сеть Гентекс — это международная телеграфная сеть общего пользования для обмена телеграммами между телеграфными предприятиями стран "социалистического лагеря Европы, организованная по системе прямых соединений. В столицах государств—-Москве, Будапеште, Берлине, Варшаве и Праге — установлены коммутационные станции Гентекс, соединенные друг с другом по принципу «каждая с каждой». Оконечными пунктами являются аппараты приема и передачи, установленные на Центральных телеграфах в столицах этих государств и на телеграфах наиболее крупных городов. В отличие от внутрисоюзной сети ^ Гентекс является обособленной сетью и не предусматривает совместного использования каналов ни с внутрисоюзной сетью ПС, ни с международной сетью Телекс. Кроме того, на этой сети в отличие от сети ПС используется система с отказами, т. е. при занятости вызываемого оконечного пункта или канала телеграммы не перепринимаются, а вызывающему пункту посылается сигнал занятости. На сети Гентекс принята пятизначная система нумерации: первые две цифры определяют номер станции, а последние три — номер вызываемого оконечного пункта. ^ Раньше основным источником и потребителем информации был человек. В настоящее время механизация, автоматизация и роботизация производства привела к тому, что создают и потребляют информацию не только люди, но также различные электромеханические устройства, вычислительные машины, автоматизированные линии и т. п. Информация может быть представлена в виде речи, корреспонденции, рисунков, чертежей, фотографий, сигналов; Она передается потребителям непосредственно (например, при личном контакте), с применением транспортных средств (доставка почтовой и телеграфной корреспонденции), а также путем использования сети электросвязи. Доставляемая информация должна быть представлена в виде сообщения. Сообщения должны содержать передаваемую информацию, адрес и различные служебные сведения, необходимые для правильной их доставки и использования. В них может входить также информация, используемая для повышения его верности (обнаружения и устранения ошибок, возникающих при передаче сообщения). Сообщения подразделяются на непрерывные (аналоговые) и дискретные. ^ Примерами непрерывного сообщения являются разговор по телефону, программа вещания (передается изменение звукового давления на мембрану микрофона) и др. ^ Например, при передаче телеграммы сообщением является текст телеграммы, элементы сообщения — буквы (в русском языке — 32) и цифры (от 0 до 9). Рассмотрим структурную схему передачи сообщений (рис.3). Источник сообщений формирует непрерывное или дискретное сообщение. Чтобы передать это сообщение средствами электросвязи, необходимо с помощью специального устройства преобразовать его в электрический сигнал, имеющий форму, удобную для передачи с помощью системы электросвязи. При передаче телеграмм такое преобразование выполняет передающая часть телеграфного аппарата. Перенос сигнала из одной точки пространства в другую осуществляет система электросвязи. Доставленный в пункт приема сигнал должен быть преобразован снова в сообщение {например, с помощью приемной части телеграфного аппарата при приеме телеграмм) и затем передан получателю сообщения. Передача информации всегда сопровождается помехами и искажениями. Это приводит к тому, что сигнал на выходе (системы электросвязи и принятое сообщение в какой-то мере отличаются от сигнала на входе и переданного сообщения. Степень соответствия принятого сообщения переданному называют верностью передачи информации. ![]() Рисунок 3 - Структурная схема передачи сообщений Система электросвязи должна обеспечивать передачу информации с высокой степенью верности как от одного отправителя к одному получателю (одноканальная система), так и для одновременной передачи независимых сообщений от нескольких отправителей к нескольким получателям (многоканальная система). Виды электрических сигналов. Сигналы, как и сообщения, подразделяются на непрерывные (аналоговые) и дискретные. ^ может изменяться в произвольные моменты времени, а его величина может принимать любое значение из непрерывного множества возможных значений (рис. 4). ^ относятся такие, которые могут изменять свое значение только в определенные, наперед заданные (дискретные) моменты времени t1, t 2,t 3 ………..(рис. 5). Среди дискретных сигналов различают сигналы, которые в дискретные моменты времени могут принимать только конкретные разрешенные значения (уровни). Примечательно, что в таком виде их нет необходимости передавать по системе электросвязи. ![]() Рисунок 4 - Непрерывный сигнал Достаточно перенумеровать все разрешенные уровни цифрами и передавать дискретные сигналы, соответствующие этим цифрам. Сформированные таким образом дискретные сигналы называют цифровыми сигналами. Операция установления соответствия между цифрами и значениями дискретных сигналов носит название кодирования. ![]() Рисунок 5 -Дискретный сигнал ![]() Рисунок 6 – Графики периодических процессов Все сигналы (как непрерывные, так и дискретные) могут быть подразделены на периодические и непериодические. Периодическим называется сигнал, значения которого повторяются через определенные равные промежутки времени (периоды повторения сигнала). Для непериодического сигнала это условие не выполняется. Простейшим периодическим непрерывным сигналом является гармоническое колебание (рис. 6, а). На рисунке 6 б показан график дискретного периодического сигнала (последовательность прямоугольных импульсов). Сигналы электросвязи, используемые для передачи информации, являются непериодическими. Периодические сигналы для этих целей использованы быть не могут, так как если сигнал периодичен, то информация, заложенная в одном его периоде, периодически повторяется, а для передачи очередной «порции» информации необходимо изменение формы сигнала. Но тогда сигнал становится непериодическим. ^ ![]() Значащий интервал Единичный интервал Рисунок 7 - График дискретного непериодического сигнала На рис. 7 показан график дискретного непериодического сигнала. Этот сигнал может принимать только два различных значения —О или 1. Такой сигнал называют двоичным дискретным сигналом. В телеграфии токовый импульс, соответствующий наличию тока на выходе телеграфного аппарата (ТА), обозначается 1, а бестоковый импульс (отсутствие тока) — 0. ^ Важнейшими параметрами, характеризующими передачу дискретных сообщений, являются объём, скорость передачи, количество информации и пропускная способность связи. Для телеграфного сообщения, где передача идёт по знакам, а каждый знак (буква, цифра, знак препинания) кодируется двоичными элементами (битами) n, объём сообщения V=nkN, где N — число знаков в сообщении (включая адрес, пробелы, знаки препинания и другую необходимую информацию); k— коэффициент, учитывающий необходимость передачи служебных символов (знаки начала и конца сообщения, изменения регистра — переход с цифр на буквы и наоборот, перевод строки, возврат каретки и т. п.), символов, указывающих на разделение знаков. Скорость передачи информации измеряется числом единичных элементов, передаваемых за 1 с. Единицей измерения скорости передачи информации является Вод — скорость, при которой за 1 с передается один единичный интервал сигнала. Скорость телеграфирования В определяется но формуле В = kN, /60, где k — число единичных элементов, необходимых для передачи одного знака; N — число знаков, передаваемых в минуту. Большинство буквопечатающих аппаратов, применяемых в телеграфии, работает со скоростью 50 или 100 Бод. Рассмотрим на примере, как определяется скорость передачи информации при телеграфировании. Для пятиэлементного кода, применяемого в стартстопных буквопечатающих телеграфных аппаратах, значение k принимается равным 7,5, так как помимо пяти единичных элементов, необходимых для передачи каждого знака, в каждой кодовой комбинации передаются и две служебные комбинации — стартовая и стоповая. Причем стоповый сигнал длится по времени в 1,5 раза больше, чем все остальные. Значение N для телеграфных аппаратов определяется числом знаков, передаваемых в минуту. При k = 7,5 и N = 800 зн/мин В = (7,5 х800)/6О=1ОО Бод. Длительность единичного элемента t 0 мс, есть величина, обратно пропорциональная скорости телеграфирования: t 0 = 1/В. Для буквопечатающих телеграфных аппаратов, имеющих скорости 50- 100 Бод, t 0 = 20 ![]() Пропускная способность телеграфного аппарата Ста определяется числом слов, передаваемых за 1 ч. В среднем для русского языка длина слова а = 8,5 знака, поэтому для ТА при N = 800 об/мин теоретическая пропускная способность равна Ста = 60/а = (800 х 60)/8,5 = 5646 слов/ч. Эксплуатационная пропускная способность Сэ зависит от квалификации телеграфиста и от загрузки связи Для буквопечатающих аппаратов при ручной работе Сэ= 1100 ![]() Для полной характеристики передаваемой дискретной информации важно найти правильное соотношение между скоростью телеграфирования и передачей полезной информации. Единицей измерения количества информации является бит. Количество полезной информации в каждом передаваемом стартстопным телеграфном аппаратом знаке при пятиэлементном коде равно 5 бит, так как две служебные комбинации (старт и стоп), передаваемые для каждого знака, полезной информации не содержат. Таким образом, можно скачать, что каждый единичный элемент, входящий в кодовую комбинацию, несет одну единицу информации. Скорость передачи полезной информации измеряется числом бит, передаваемых в секунду. Полезная пропускная способность Сп бит/с, определяется по формуле: Сп = n п / ( n 0 х t 0 ) бит/с, где n п — число переданных импульсов полезной информации; n 0 — общее число переданных импульсов. Определим полезную пропускную способность телеграфной связи при В =100 Бод и коде МТК-2. В этом случае n п = 5 бит, n 0 = k = 7,5, t 0 = 0,01 с, Тогда С п = 5/(7,5 х 0,01) =66,6 бит/с. Сопоставляя полученные значения В и СП, можно сделать вывод, что Сп всегда меньше В для метода передачи, используемого в современных ТА. ^ Для передачи телеграфных сигналов по линиям связи применяются два метода телеграфирования — постоянным и переменным током. При телеграфировании постоянным током сигналы в линию передаются двумя способами: путем изменения значения или направления тока. Первый способ называют однополюсным телеграфированием. Схема однополюсного телеграфирования приведена на рис.8 а. При замкнутых контактах передатчика в линию поступают токовые сигналы, при разомкнутых — бестоковые. В качестве приемника используется неполяризованный электромагнит телеграфного аппарата. Второй способ, при котором в линию чередуясь, поступают сигналы одной полярности (например, положительной), а затем противоположной полярности (отрицательной) называют двухполюсным телеграфированием. Схема двухполюсного телеграфирования приведена на рис. 8 б. ![]() Рисунок 8 - Схемы телеграфирования постоянным током В качестве приемника используют телеграфное поляризованное реле. Способ двухполюсного телеграфирования обеспечивает большую устойчивость действия связи (особенно при работе по длинным воздушным линиям), а также лучшую помехозащищенность, так как вместо бестоковой телеграфной посылки (во время которой на приемник телеграфного аппарата воздействуют помехи от токов на соседних проводах линии) в линию поступает ток обратного направления. Преимущества двухполюсного телеграфирования обеспечивают более устойчивую работу телеграфных связей по воздушным линиям большой протяженности (до 550 км по стальным проводам). Однако при однополюсном телеграфировании не требуются специальные переходные устройства и двухполярные источники тока. Поэтому этот способ применяется на воздушных линиях протяженностью до 250—300 км и наиболее часто при использовании жил городского телефонного кабеля, когда расстояние от телеграфа до городских отделений связи и абонентов не превышает 20 – 25 км. Понятие о цифровых сигналах. Цифровыми сигналами являются телеграфные сигналы и сигналы передачи данных, вырабатываемые компьютерами. Таким образом, можно сказать, что цифровой сигнал - это последовательность импульсов. Если принять условно факт наличия импульса за 1, а факт его отсутствия за 0, то импульсную последовательность можно представить как чередование двух цифр: 0 и 1.Отсюда и появилось название «цифровой сигнал». Число, которое принимает только два значения: 0 и 1, называется «двоичной цифрой». В переводе на английский это звучит как «binary digit». В практику широко вошло сокращение, составленное из начальных и конечных букв английского словосочетания, т.е. слово «bit», что на английском читается как бит. Итак, одна позиция в цифровом сигнале есть 1 бит; это может быть либо 0, либо 1. Восемь позиций в цифровом сигнале объединяется понятием байт. При передаче цифровых сигналов естественным образом вводится понятие скорости передачи – это число бит, передаваемых в единицу времени, чаще всего – в секунду. Тема 4. Кодирование дискретных сообщений. Корректирующие или избыточные коды. Классификация кодов. ^ характеризуется тем, что отдельные его кодовые комбинации могут отличаться друг от друга лишь одним разрядом. Поэтому даже один ошибочно принятый разряд приводит к замене одной кодовой комбинации другой и, следовательно, к неправильному приему сообщения в целом. Корректирующие (избыточные, помехоустойчивые) коды строят таким образом, что для передачи информации используется лишь часть кодовых комбинаций (разрешенные комбинации), отличающихся друг от друга более чем в одном разряде. Все остальные комбинации для передачи не используются и относятся к числу неразрешенных (запрещенных). При использовании корректирующих кодов ошибка в одном разряде приводит к замене разрешенной кодовой (комбинации неразрешенной, что позволяет обнаружить ошибку. При достаточно большом отличии разрешенных комбинаций друг от друга возможно обнаружение дву-, трехкратной и т. д. ошибки, поскольку они будут приводить к образованию неразрешенных (комбинаций, а переход одной разрешенной комбинации в другую будет происходить под действием ошибок более высокой кратности, являющихся результатом наиболее интенсивных помех. Поясним сказанное примером: Будем использовать для передачи информации четырехразрядные кодовые комбинации, отличающиеся друг от друга не менее чем двумя разрядами. Таких комбинаций восемь: 0011, 0110, 1001, 1010, 1100, 1111, 0101, 0000. Пусть при передаче любой из этих комбинаций (например, 0011) произошла одиночная ошибка, в результате чего исказился первый разряд, и принята комбинация 1011. Эта комбинация является неразрешенной, что свидетельствует о наличии в ней ошибки. Подберем далее четырехразрядные комбинации, отличающиеся всеми четырьмя разрядами. Таких комбинации две: 0011 и 1100. Легко убедиться, что при использовании этих комбинаций обеспечивается обнаружение одно-, дву- и трехкратных ошибок, а не обнаруживается лишь четырехкратная ошибка. Этот же код можно использовать и для исправления одиночных ошибок. Пусть, например, принята комбинация 1011. Эта комбинация отличается от разрешенной комбинации 0011 одним разрядом, а от другой разрешенной 1100 — тремя. Таким образом, принятая комбинация «ближе» к комбинации 0011, чем к комбинации 1100, что и дает основание считать, что была передана комбинация 0011. Легко видеть, что повышенная помехоустойчивость двух рассмотренных кодов связана с имеющейся в них избыточностью. Если четырехразрядным обыкновенным кодом можно было передать 16 комбинаций, то корректирующим кодом с обнаружением одиночной ошибки — 8 комбинаций, а кодом с исправлением одиночной ошибки — только 2 комбинации. Таким образом, повышение помехоустойчивости потребовало введения дополнительного разряда. Второй код обладает еще большей помехоустойчивостью, и это потребовало еще большей избыточности — трех дополнительных разрядов. Корректирующие коды, так же как и простые, могут быть равномерными или неравномерными, двоичными или многопозиционными. Использование неравномерных или многопозиционных кодов приводит к значительному усложнению аппаратуры передачи данных, поэтому применяются они весьма редко. В связи с этим в дальнейшем будем рассматривать лишь двоичные равномерные корректирующие коды, которые делятся на два класса — блочные и непрерывные (рис. 9). При использовании блочных кодов передаваемая информационная последовательность разбивается на отдельные кодовые комбинации (блоки), которые кодируются и декодируются независимо друг от друга. ^ представляют собой непрерывную последовательность разрядов, и разделение ее на отдельные блоки невозможно. Блочные коды, в свою очередь, делятся на разделимые и неразделимые. Разделимыми называются коды, в которых роль разрядов, входящих в состав блока, разграничена: одни разряды являются информационными, другие — проверочными. Последние и вносят в код избыточность, необходимую для обнаружения или исправления ошибок. В разделимых кодах информационные и проверочные разряды занимают всегда одни и те же позиции в кодовой комбинации. Разделимые коды обозначаются как (п, k) -коды, где п — длина или число разрядов кода; k — число информационных разрядов. Неразделимые коды образуют в настоящее время немногочисленную группу. К ним, в частности, относится рекомендованный МККТТ стандартный телеграфный код № 3 — семиразрядный код, каждая кодовая комбинация которого содержит три единицы и четыре нуля. Среди разделимых кодов различают коды систематические и несистематические. Систематическими называются такие блочные разделимые (п, k ) -коды, в которых проверочные разряды представляют собой линейные комбинации информационных. Систематические коды образуют обширную группу кодов и очень широко применяются на практике. Поэтому в дальнейшем наибольшее внимание будет уделено именно систематическим кодам и, в частности, их наиболее известным разновидностям: кодам Хэмминга и циклическим кодам. Число разрядов, которыми различаются две кодовые комбинации, называется кодовым расстоянием между двумя комбинациями. Так, кодовое расстояние между комбинациями 01011 и 00010 равно 3, поскольку они различаются тремя разрядами — первым, вторым и пятым. Наименьшее из кодовых расстояний в коде называется минимальным кодовым или хэмминговым расстоянием d0. Так, в трехразрядном коде с разрешенными комбинациями 101, 110, 011, 000 минимальное кодовое расстояние равно двум, для простых кодов оно равно единице. Код Хемминга исправляет одну единственную ошибку. Длина блока кодов удовлетворяет соотношению n = 2 ( n – k) – 1, где n – k количество проверочных символов. Например, при n – k =3 получаем код (7,4). ![]() Рисунок 9 – Классификация кодов Применение кодов 2/5 или 3/5. Если информация содержит только цифры, то из 32 комбинаций пятиэлементного кода можно выбрать 10 комбинаций, содержащих по две единицы и по три нуля (обозначим это условно кодом 2/5) или же по три единицы и по два нуля (3/5). Примером для первого кода будут комбинации 11000, 10100, 01001 и т. д., а для второго кода — комбинации 10101, 00111, 11001 и т. д. Указанные признаки можно использовать для. обнаружения ошибки. Действительно, если передавалась комбинация 10100, а принята комбинация 10000, то анализирующее устройство в приемнике обнаружит ошибку. Правда, при двойном искажении комбинации, например, при получении 10001 или 10010, ошибка не будет обнаружена. Но двойные ошибки случаются значительно реже одиночных, вследствие чего эта система связи обеспечивает более высокую достоверность. К сожалению, в действующем коде № 2 некоторым цифрам присвоены комбинации, не отвечающие требованиям кода 2/5 или 3/5. Для реализации системы нужны кодопреобразователи, что усложняет аппаратуру. Циклические коды – все операции сводятся к умножению и делению кодовых комбинаций. Пятиэлементная комбинация 11001 представляется многочленом: F(x) = 1х4+ 1х3+0х2+0х1+1х0 ^ Телеграфные аппараты предназначены для передачи и приёма телеграфных сообщений. Для передачи информации телеграфист набирает её на клавиатуре аппарата. Затем информация в виде последовательности электрических импульсов передается к корреспонденту, которому она предназначена. При приеме последовательность импульсов преобразуется в знак, отпечатываемый на бумаге. Электрические сигналы, которыми обмениваются телеграфные аппараты, называются дискретными, так как они принимают только два определенных значения 0 и 1. Наиболее широкое применение среди систем телеграфирования нашли стартстопные телеграфные аппараты. Называются они так потому, что когда аппарат не передает информацию, он находится в состоянии «стоп». Перед тем как передать последовательность импульсов, содержащую информацию, телеграфный аппарат посылает стартовый импульс. Каждому знаку (букве или цифре) соответствует своя кодовая комбинация, состоящая из токовых и бестоковых посылок (1 и 0). В настоящее время в телеграфии получили распространение пятиэлементные и семиэлементные коды: для передачи одного знака надо передать комбинацию из пяти или семи единиц и нулей. Примерный вид кодовой комбинации представлен на рис.10. На приемной стороне стартовым импульсом запускается телеграфный аппарат, отпечатывается знак данной кодовой комбинации и аппарат переходит в состояние «стоп». Стартовый и столовый импульсы синхронизируют работу передающее и приемной частей телеграфных аппаратов, участвующих в передаче информации. Телеграфные аппараты работают с различной скоростью телеграфирования. Скорость телеграфирования определяется числом элементарных посылок, передаваемых в секунду, и измеряется в бодах (Бод). Для телеграфирования приняты скорости 50, 100 и 200 Бод. Телеграфный аппарат состоит из передающей и приемной частей. Первая служит для преобразования передаваемого знака в кодовую комбинацию и передачи ее в линию, вторая производит обратное преобразование — из кодовой комбинации в соответствующий знак, отпечатываемый на бумаге. В комплект телеграфного аппарата входят также автоответчик и автостоп. Автоответчик автоматически передает условное название абонента, что обеспечивает возможность передачи сообщения при отсутствии корреспондента. Автостоп автоматически отключает электродвигатель от сети при отсутствии сигнала с линии в течение 45 с. Стартстопные телеграфные аппараты подразделяются на ленточные и рулонные, автоматизированные и неавтоматизированные. В состав автоматизированного телеграфного аппарата входя трансмиттер и реперфоратор. Трансмиттер предназначен для передачи в линию информации, содержащейся на перфоленте, реперфоратор осуществляет регистра регистрацию сообщения на перфоленте. В зависимости от устройства и элементной базы аппараты делятся на электромеханические, электронно-механические и электронные. В электромеханических телеграфных аппаратах передаваемый знак преобразуется в кодовую комбинацию с помощью комбинаторных линеек, управляющих контактной системой, которая набирает кодовую комбинацию, подлежащую передаче. Передача кодовой комбинации производится за один оборот распределительной муфты. При приеме кодовая комбинация преобразуется с помощью приемного электромагнита, дешифраторного механизма и механизма печати в знак, который печатается на бумажной ленте или рулоне. Для приведения телеграфного аппарата в действие используется электрический двигатель. К электромеханическим аппаратам относятся ленточные аппараты РТА-80, рулонный аппарат Т-100. Механические узлы этих аппаратов препятствуют улучшению их характеристик. Скорость передачи обычно не превышает 100 Бод. Кроме того, создается высокий уровень акустического шума. Эти недостатки устраняются введением в телеграфные аппараты электронных блоков и узлов. В электронно-механических телеграфных аппаратах, например, РТА-80, электронная обработка телеграфных сигналов сочетается с механической печатью и перфорацией. Однако и здесь сохраняются многие недостатки электромеханических телеграфных аппаратов — по скорости передачи, акустическим шумам. Первым электронным телеграфным аппаратом является рулонный аппарат РТА-80 пятиэлементного кода, работающий на скоростях 50 и 100 Бод. Применение электроники и интегральных микросхем позволяет расширить функциональные возможности аппарата, улучшить его качественные характеристики, повысить степень автоматизации отдельных операций, что достигается за счёт некоторого усложнения и удорожания. Необходимость повышения скорости работы и уменьшения шумов привела к переходу от механических способов печати к безударным. Наиболее распространен мозаичный способ печати, при котором символ воспроизводится на электрочувствительной бумаге точечными электродами. Этот способ несложен конструктивно, обеспечивает высокую скорость печати, снижение уровня шумов достаточную надежность. Разработанный позднее электронный рулонный аппарат РТА-80 работает уже на скорости 200 Бод с использованием семиэлементного кода. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Старт 1 0 1 1 0 Стоп ![]() Рисунок 10 – Пятиэлементная кодовая комбинация ^ 1. Какие телеграфные аппараты называются стартстопными? 2.. В каких единицах измеряется скорость телеграфирования и что означает эта единица? 3. Назовите типы используемых телеграфных аппаратов. Тема 6 . Устройства ввода – вывода оконечного оборудования. ![]() Рисунок 11 - Многофункциональный терминал для ОС (передача/прием телеграмм, факсимильных сообщений, сообщений электронной почты, взаиморасчеты с клиентами) Базой для интеграции услуг документальной электросвязи, станет электронный почтамп, являющийся основой центра телематических служб, а технической основой отделений электросвязи, предоставляющих комплекс услуг документальной электросвязи, будет многофункциональный терминал (МФТ) на базе ПК, оборудованного устройствами качественной печати, считывания текстовых и графических изображений (сканером), средствами передачи данных и соответствующими технологическими программами (рис.11). С помощью многофункциональных терминалов в отделениях будут предоставляться практически любые клиентские услуги документальной электросвязи, включая услугу «Телеграмма». Для этого МФТ, устанавливаемый в ОЭС, должен выполнять следующие функции: - обмен документальной информацией с абонентами сетей передачи данных и телеграфных сетей (АТ/телекс) как в интерактивном режиме, так и режиме передачи (приема) сообщений; - обеспечение возможности взаимодействия с телеграфной сетью общего пользования, а также с сетью «Радиотел»; - обеспечение передачи-приема факсимильных сообщений; - обеспечение взаимодействия с кассовыми аппаратами. При наличии в ОЭС более одного ПК они объединяются в локальную сеть на уровне ОЭС. Следовательно, в общем случае, МФТ всегда оборудуется сетевой картой. Наиболее полно многофункциональность представлена на рис.12, где изображен терминал для мультимедиа. Современные терминалы в дополнение к тому, что показано на рис.12, включают в себя телевизионный тюнер, что позволяет осуществлять прямое подключение к телевизионной антенне или кабельной сети. В результате пользователь может просматривать в окне на дисплее ПК теленовости, выполняя при этом свою основную работу. Выпускаются различные варианты МФТ, например объединяющие в одном корпусе компьютер, монитор, факс-модем с автоответчиком, телефон, микрофон, звуковую плату, привод СD - RОМ, аппаратный компрессор, звуковые колонки и усилители. Такой терминал представляет пример объединения в единое целое компьютерных технологий, современных средств связи и бытовой электронной техники. Другой тип МФТ сочетает в себе струйный принтер, факс-модем, сканер, настольный копировальный аппарат. При эксплуатации МФТ встает вопрос, как он будет работать, если потребуется одновременное выполнение нескольких его функций. Например, требуется одновременно принимать факс и печатать на принтере. Это обеспечивается благодаря запоминающему устройству большой емкости, в котором помещается не менее 35 страниц. ![]() Рисунок 12 - Многофункциональный мультимедийный терминал ^ Передаваемое изображение - оригинал - разбивается на элементарные площадки. Яркость этих площадок при отражении (или пропускании) падающего на них светового потока преобразуется в электрические импульсы, которые в определенной последовательности передаются по каналу связи. На приеме эти электрические сигналы в той же последовательности преобразуются в соответствующие элементы изображения на каком-либо носителе записи. В результате получается копия изображения (факсимиле). Любое изображение можно рассматривать как совокупность большого числа элементов, способных в различной степени отражать падающий на них свет. Образование элементарных площадок (растр-элементов) происходит за счет перемещения по поверхности изображения светового луча, создаваемого светооптической системой. Процесс перемещения луча называется разверткой, в результате действия которой изображение разбивается на строки. Отраженный световой поток попадает на фотоэлектрический преобразователь, выходной, электрический сигнал которого повторяет форму входного светового сигнала. Узлы передающей аппаратуры, обеспечивающие развертку изображения и фотоэлектрическое преобразование, объединяются в группу анализирующих устройств. В приемном аппарате осуществляется обратное преобразование переданных электрических сигналов в той же последовательности, что и на передаче. Соответствующие электрические (или преобразованные световые) сигналы вызывают окрашивание элементарных площадок на поверхности носителя записи. В результате записанное построчно изображение - копия переданного. Совокупность устройств, осуществляющих эти преобразования, объединяется в группу синтезирующих устройств. Какое бы изображение не передавалось по каналу связи, сигнал на выходе фотоэлектрического преобразователя является аналоговым, т.е. непрерывным по уровню и времени видеосигналом. В аналоговых аппаратах факсимильной связи (аппараты группы 1 и 2) этот сигнал после усиления переносится в область высоких частот и непосредственно передается в линию связи. Структурная схема факсимильной связи представлена на рис. 13 ![]() Рисунок 13 – Структурная схема факсимильной связи В цифровых факсимильных системах аналоговый сигнал подвергается квантованию, дискретизации по времени и кодированию. После этих преобразований цифровой сигнал по своей структуре ничем не отличается от аналогичных сигналов систем передачи данных. Современные факсимильные аппараты - как правило, цифровые. ^ (стандарт группа 3). Аппараты этой группы характеризуются плоскостной разверткой и электронным анализирующим устройством на приборах с зарядовой связью (ПЗС). Обычно используется однострочная линейка ПЗС на 2048 элементов. Запись изображения производится многоэлектродными головками на электростатическую или электротермическую бумагу. Факс-рассылка. Системы факс - рассылки целесообразно использовать в организациях которым по роду своей деятельности приходится рассылать большие объемы факсимильных сообщений большому числу адресатов, системы факс - рассылки обычно строятся на базе ПК с помощью многоканальной факсимильной карты, что позволяет одновременно рассылать по разным линиям различные по содержанию документы разным группам адресатов. Для рассылки документов, например, 1000 абонентам достаточно объединить их телефонные номера во временную группу и соотнести ее с рассылаемыми документами Системы факс-рассылки обычно без проблем взаимодействуют с любой широко распространенной базой данных, используя хранящуюся в ней информацию о номерах абонентов. После этого, если необходимо, указывается интервал времени, в течение которого следует производить рассылку. Все остальное система делает автоматически. ^ Предназначена, в первую очередь, для предоставления услуг факсимильной связи потребителям, не имеющим собственных факсимильных аппаратов (телефаксов). Служба Бюрофакс обеспечивает передачу, прием и доставку сообщений с помощью факсимильного терминального оборудования, располагаемого в так называемых «бюро общего пользования». Базой для создания предприятиями телеграфной подотрасли службы Бюрофакс являются существующая служба доставки телеграмм и разветвленная сеть отделений связи, в которых предоставляются телеграфные услуги и которые могут быть использованы для развертывания факсимильных «бюро общего пользования». Служба Бюрофакс предоставляет для потребителей следующие услуги: - подачу документов для отправки через операционное окно передающего отделения связи; - подачу документа с факсимильной установки отправителя; - доставку факсимильного сообщения адресату (получателю) доставщиком; -доставку факсимильного сообщения получателя средствами электросвязи на факсимильную установку; - доставку факсимильного сообщения средствами почты; - выдачу факсимильного сообщения получателю без предварительного уведомления (до востребования); - выдачу факсимильного сообщения получателю по предварительному уведомлению, переданному средствами почты или электросвязи (по телефону, на абонентскую установку АТ/Телекс); - различные категории срочности передачи и доставки сообщений. Способ доставки сообщения получателю определяется отправителем. ^ Обеспечивает передачу факсимильным способом оригиналов-оттисков центральных газет, поступающих от издательств в пункты децентрализованного печатания. Для передачи газетных полос применяются некоммутируемые каналы: дуплексные вторичные широкополосные каналы наземных систем передачи, симплексные групповые тракты спутниковых систем («Москва», «Орбита»), первичные цифровые каналы спутниковых систем передачи «Орбита-РВ». Передача газетных полос осуществляется из центра (издательство «Пресса») циркулярными пучками. Сеть построена с использованием аналоговой факсимильной оконечной техники «Газета-2». Применение аналогового способа передачи не обеспечивает в полной мере требований, предъявляемых полиграфистами. Перестройка службы передачи газет связана в основном с изменениями, происходящими в редакционно-издательской сфере, с внедрением компьютерных технологий. Передача газет в дальнейшем постепенно превращается в передачу файлов между компьютерами редакционно-издательских комплексов, т.е. передачу данных. При этом методы ввода и вывода сообщений останутся на ближайшую перспективу факсимильными. ^ Система факсимильной связи состоит из трех частей: анализирующего устройства, синтезирующего устройства и канала передачи (рис. 14). ![]() Рисунок 14 - Анализирующие и синтезирующие устройства факсимильной аппаратуры. Анализирующее устройство состоит из светооптической системы, фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) и развертывающего устройства (рис. 14). Светооптическая система служит для выделения элементарных площадок изображения путем их раздельного освещения и концентрации отраженных от площадок лучей на светочувствительном элементе ФЭП. Она содержит источник света (ИС), конденсор Л1 и объектив Л2. С выхода ФЭП сигнал поступает в канал связи. Развертывающее устройство обеспечивает последовательность преобразования световых потоков, отраженных от элементарных площадок изображения. На рис. 14 изображено развертывающее устройство барабанного типа. Бланк с изображением укрепляется на цилиндрической поверхности барабана, совершающего вращательное (вокруг оси) и поступательное (вдоль оси) движения, благодаря чему и осуществляется развертка изображения. В современных системах факсимильной связи применяются различные способы преобразования электрического сигнала в изображение. Их можно разбить на три группы. К первой группе относятся способы, использующие для получения изображения различного рода пишущие устройства (карандаши, перья и т. д.), способные оставлять след на бумаге. При этом работой пишущего устройства управляет сигнал, обеспечивающий движение пишущего элемента и касание его с определенными участками бланка. Вторую группу составляют способы, использующие для получения изображений различные физические или химические процессы, происходящие в специальных бумагах под действием электрического тока (сигнала). При этом изменяются отражательные свойства участков бланка. Например, те участки, через которые протекал большой ток, становятся более темными. К третьей группе относятся способы, в которых процесс преобразования сигнала в изображение состоит из двух этапов. Вначале электрический сигнал, получаемый из канала, преобразуется в световой сигнал, который затем фиксируется на светочувствительном материале. При всех способах воспроизведение изображений выполняется поэлементно и последовательно. Такой процесс получения изображений называется синтезом, а соответствующее устройство - синтезирующим. На рис. 14 показано синтезирующее устройство, относящееся к третьей группе. Оно состоит из модулятора света (МС), объектива Л3 и развертывающего устройства барабанного типа. МС - это источник света, яркость которого пропорциональна величине проходящего через него тока (сигнала). Световой поток от МС собирается и фокусируется объективом на участке светочувствительного материала (фотобумаге, фотопленке и т. д.), закрепленного на поверхности барабана, который совершает движение, аналогичное движению барабана анализирующего устройства и согласованное с ним. ^ Совместная работа передающей и приемной факсимильной аппаратуры возможна при равенстве скоростей развертки (синхронности) и одинаковом положении анализирующего и синтезирующего устройств (синфазности). Для синхронного и синфазного вращения передающего и приемного барабанов факсимильной аппаратуры используют различные способы синхронизации и фазирования. Синхронизация скорости вращения барабана может быть:
При автономной синхронизации барабаны передатчика и приемника вращаются с помощью электродвигателей с высокой степенью постоянства их скорости и независимо друг от друга. Обмотки электродвигателей питаются от источников переменного тока со стабильной частотой, например, от кварцевого или камертонного генератора, относительная нестабильность частоты которых порядка 10 -6. Способ принудительной синхронизации заключается в том, что для поддержания скорости вращения приемного барабана, равной скорости вращения передающего, по линии связи с передатчика поступают специальные синхронизирующие сигналы. На приемной стороне эти сигналы управляют работой местного генератора, питающего обмотки электродвигателя барабана. Сетевая синхронизация предусматривает питание электродвигателей передающего и приемного развертывающих устройств от «диной энергосети. Для получения копии изображения высокого качества недостаточно постоянства и равенства скоростей вращения барабанов передающей и приемной частей аппаратуры. Необходимо также, чтобы барабаны находились в одинаковых фазах вращения. Для этого в системе факсимильной связи используют различные системы фазирования. Перед началом передачи с передающей части аппаратуры посылается сигнал фазирования, по которому развертывающий элемент синтезирующего устройства занимает такое же положение, какое занимает в данный момент развертывающий элемент анализирующего устройства. Фазирование может быть автоматическим, полуавтоматическим и ручным. При автоматическом фазировании участие оператора не требуется. Фазирование осуществляется автоматически после получения приемником фазовых имлульсов от передатчика. При полуавтоматическом фазировании оператор подготавливает цикл фазирования, определяет фазовый импульс с помощью экрана электронно-лучевой трубки. Конец цикла фазирования происходит автоматически. Ручное фазирование полностью осуществляется оператором.
|