Файл: Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 195

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В системах передачи дискретных сообщений обычно исполь­ зуют двоичные коды. Большое распространение двоичных кодов объясняется Простотой технической реализации кодирующих и декодирующих устройств на базе двоичных элементов — уст­ ройств с двумя устойчивыми состояниями равновесия.

Так как при кодировании в качестве изменяющейся физиче­ ской величины чаще всего используются импульсы постоянного тока или напряжения, а в качестве их параметров — полярность или амплитуда, то двум значениям элемента кодовой комбина­ ции соответствуют два значения полярности или два значения амплитуды.

 

и

 

комбинация

 

 

КодоЬая

 

а)

 

 

 

 

 

6)

 

1 - і .

 

 

8)

 

 

 

 

 

 

 

 

л

і

і

 

 

 

 

д)

і

і

0

0

і

 

 

Рис.

1.1.

 

 

Двоичные дискретные сигналы, полученные с помощью двух значений амплитуды сигнала (есть сигнал, нет сигнала), назы­ ваются однополярными. В этом случае «1» соответствует токо­

вая

посылка длительности

t0,

а «О» — бестоковая

посылка той

ж е

длительности. На

рис. 1.1а

показаны однополярные

посылки.

 

Двоичные

дискретные

сигналы,

образованные

с :

ломощью-

двух значений

полярности

сигнала

(положительная и . отрица­

тельная полярность),

называются

двухполярными

(рис. 1Л в)..

Согласно рекомендациям М К К Т Т

«О» должен соответствовать

положительной, а «1» — отрицательной посылке.

 

 

 

Иногда двоичные сигналы образуются короткими импульсами-

с-длительностью, значительно

меньшей to, но при этом

короткие

импульсы следуют через интервалы времени, равные или крат» ные t0. На рис. 1,16 изображены однополярные короткие, а на рис 1Лг—- двухполярные короткие импульсы. .

Все четыре изображения одной и той ж е семйэлементной ко­ довой комбинации, изображенные на рис.- 1ЛУ-'соответствуют ус ­ ловной записи двоичной последовательности 1011001 (рис. 1Лб)^


§ 1.3. Скорость телеграфирования

Скорость телеграфирования является одной из важнейших характеристик оконечной аппаратуры и каналов связи, опреде­ ляющей необходимую ширину полосы пропускания канала для передачи' дискретных сигналов.

Скорость телеграфирования определяется числом элементар­ ных посылок, передаваемых оконечной аппаратурой в одну се­ кунду. Единицей измерения скорости телеграфирования является бод. Если в течение одной секунды передается одна элементар­ ная посылка, то скорость телеграфирования равна единице, т. е. одному боду.

Скорость телеграфирования, называемая в литературе т а к ж е

скоростью

модуляции

или

электрической скоростью,

опреде­

ляется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

N

= ~ ,

 

(1.2)

где N—'скорость

телеграфирования,

бод; to — длительность эле­

ментарной

посылки,

с. Например,

если ^о = 20 мс, то

скорость

телеграфирования N=1/0,02 = 50 бод.

 

В настоящее время по рекомендациям М К К Т Т на междуна­ родных и внутренних телеграфных связях приняты за стандарт­

ные скорости телеграфирования 50, 100 и 200

бод, а

для

пере­

дачи данных введены три градации скоростей:

 

 

 

а)

низкие скорости — 50, 100, 200 бод

(иногда допускается

также скорость передачи 75 бод) ;

 

 

 

 

б)

средние скорости — 600, 1200, 2400,

3600,

4800,

9600

бод;

в)

высокие скорости — более 9600 бод.

 

 

 

 

После кодирования дискретные сигналы

представляют

собой

определенные последовательное™ импульсов постоянного тока,

длительность

которых

равна

или

 

кратна

t0

(рис.

1 . 1а, в) .

Необхо-

|IS(fl|

димую ширину полосы

пропуска­

 

ния канала

определяет

импульс Uet0

 

наименьшей

длительности, т. е.

 

элементарный импульс t0.

 

 

Спектр

прямоугольного

им­

 

пульса постоянного тока, как из­

 

вестно,

сосредоточен

в

области

 

низких

частот

и

начинается

о г

 

нулевой

 

частоты.

Зависимость

Р и с - 1 > 2 '

спектральной

плотности

ампли­

 

туд [ $ ( / ) | от частоты / для прямоугольного импульса длитель­ ности t0 и амплитуды U0 показана на рис. 1.2. При передаче" последовательности импульсов образуется дискретный спектр, имеющий-примерно такое же распределение энергии, по частоте».

Частотный' спектр прямоугольных импульсов' практически не ограничен, однако для правильного воспроизведения сигнала на


приемном конце достаточно передать по каналу связи только составляющие спектра, занимающие определенную полосу ча­ стот. Так, например, из рис. 1.2 видно, что основная часть энер­ гии расположена в диапазоне от нуля до f=\/to=N. Поэтому ширина полосы пропускания канала AF может быть записана в виде

Д/7 = =

ЛГ.

(1.3)

При передаче с одной боковой полосой или передаче в НЧ канале (без модуляции) ширина полосы канала для максималь­ но возможной скорости передачи Л / м а к с равна

д / ?

=

(1.4)

§ 1.4.

Модуляция

 

Модуляция осуществляется с целью согласования спектра дискретных сигналов с каналами связи. От правильного выбора вида модуляции во многом зависит скорость и качество переда­ ваемых дискретных сигналов.

Дискретные сигналы, состоящие из последовательностей им­ пульсов постоянного тока, могут быть непосредственно переданы на то или иное расстояние только по некоторым видам каналов, обеспечивающих прохождение спектра этих сигналов. В частно­ сти, непосредственная передача посылок постоянного тока воз­ можна по физическим цепям и жилам кабелей проводных линий связи, а также по импульсным каналам [9].

При передаче дискретных сигналов по каналам, образован­ ным с помощью частотного уплотнения, необходимо осуществить преобразование сигнала, т. е. перенести спектр исходного сиг­ нала в область более высоких частот. В этом случае для моду­ ляции обычно в качестве изменяющейся физической величины используется переменное напряжение высокой частоты, которое называется несущей частотой. В качестве параметров, по кото­ рым модулируется несущее колебание, могут быть выбраны ам­ плитуда, частота или фаза. Иногда при модуляции используются одновременно два и более из этих параметров.

При передаче двоичных сигналов модулированный сигнал характеризуется двумя различными состояниями: двумя ампли­ тудами при амплитудной модуляции ( A M ) , двумя частотами при частотной модуляции (ЧМ) и двумя фазами при фазовой модуляции ( Ф М ) .

Для более простого осуществления переприема сигналов, ор­ ганизации сопряжения (транзита) каналов и т. п. весьма жела ­ тельным является однозначное и постоянное соответствие между двумя значениями амплитуды, частоты или фазы несущего коле­

зі 6,


•бания и двумя значениями

элементов

двоичного

кода

(«О»

и

«1») . В табл. 1.1 даяы рекомендации V . 1 и V.24 М.К.КТТ по рас­

сматриваемому вопросу, а на рис. 1.3 показаны виды

модуляции

с учетом этих рекомендаций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1.1

Виды сигналов

 

 

Цифра

«0»

 

Цифра

«1»

 

и модуляции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однополярный

сигнал

 

Бестоковая

посылка

 

Токовая

посылка

 

Двухполярный

сигнал

 

Положительная посылка

Отрицательная

посылка

Амплитудная модуляция

Тон выключен

 

Тон включен

 

 

Частотная модуляция

 

Верхняя частота

 

Нижняя

частота

 

Фазовая модуляция

 

Фаза,

противоположная

Опорная

фаза

 

 

 

 

 

опорной

фазе

 

 

 

 

 

 

Относительная

фазовая

Переворот

фазы

 

Отсутствие

переворота

модуляция

 

 

 

 

 

 

 

фазы

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.3.

 

 

 

 

 

 

При

амплитудной

модуляции

(рис.

1.36) токовой

посылке

 

двоичного кода (рис. 1.3а) соответствует наличие амплитуды не­

 

сущей частоты fo, а бестоковой посылке — отсутствие ее.

 

 

 

При

частотной

модуляции

(рис. 1.3а)

несущая частота при­

 

нимает

два значения: /в (верхняя

частота)

и fH

(нижняя

часто­

 

т а ) ,

причем /в >^и

и соответствует

«0», а «1»

передается

в

канал

 

с помощью частоты fH .

 

 

 

 

 

•—••

-••

 

 

 

 

 

 

 

 

|

Гос.

п бчч-н

я

2

Зак.

169.

 

 

 

 

 

 

нау н -

 

'ни^ — ^ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бибгио

«на ССОН

і ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА


При фазовой модуляции фаза несущей частоты изменяется в простейшем случае на 180° при каждом переходе от состояния «1» к состоянию «0» и наоборот, как показано на рис. 1.3г. Прак­ тическая реализация фазовой модуляции встречает серьезные затруднения вследствие того, что произвольное изменение фазы

приемного генератора каналообразующей аппаратуры на 180°

(из-за воздействия помех или кратковременного

прекращения

приема сигнала и т. п.) приводит к негативной

(инвертирован­

ной) работе. После скачка фазы генератора все

последующие

нули будут воспроизводиться как единицы, а все единицы как нули.

Применение относительной фазовой модуляции (ОФМ) или, как ее часто называют, фазоразностной модуляции (ФРМ) устра­ няет указанный недостаток. При этом способе модуляции изме­ нение фазы несущей частоты происходит только в случае пере­ дачи одного из элементов («0» или «1») . На рис. 1.3д показан пример изменения фазы при передаче нуля.

Модуляция и демодуляция осуществляются с помощью моду­ лятора и демодулятора, совокупность которых называют моде­ мом, устройством преобразования сигналов (УПС) или устрой­ ством вторичного уплотнения ( У В У ) .

§1.5. Понятие о сетях телеграфной связи

ипередачи данных

Втелеграфной связи и при передаче данных преобразование сообщения в сигнал и сигнала в сообщение осуществляется с по­ мощью оконечной аппаратуры.

Электрические сигналы передаются оконечной аппаратурой от одного абонента —•• отправителя сообщений — к другому або­ ненту — получателю сообщений — по каналам связи.

Наиболее оптимальной является система связи, при которой каждый абонент имеет непосредственную связь со всеми дру­ гими. На рис. 1.4а показан вариант соединения оконечной аппа­

ратуры

восьми абонентов по

принципу

«каждый с

каждым» .

Д а ж е в

этом простом случае

требуется

28 каналов.

При боль-

*шом числе абонентов система связи, построенная по рассматри­ ваемому принципу, была бы чрезмерно дорогой и громоздкой. Поэтому такой принцип применяется только в отдельных слу­ чаях: при ограниченном числе абонентов, при наличии большого потока сообщений между некоторыми абонентами, при ограни­ ченном времени доставки сообщений и т. п.

С целью уменьшения числа каналов и повышения оператив­ ности управления каналами связи и оконечной аппаратурой для передачи дискретных сообщений организуется связь, состоящая из оконечной аппаратуры, каналов связи и промежуточных пунктов (узлов, центров коммутации). На рис, 1.4 для рассмат­ риваемого случая восьми абонентов показаны варианты с одним