Файл: Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 193

Скачиваний: 0

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

леграфного аппарата, которые получили название «терминальных устройств», или просто «терминалов».

В курсе «Передача дискретной информации и основы телегра­ фии» рассматриваются передача данных, телеграфия и факсими­ льная связь (фототелеграфия). Изучение в данном курсе вопросов факсимильной связи обусловлено следующими обстоятельствами:

ее документальностью, характерной для телеграфной связи;

общностью с телеграфной связью и П Д вопросов синхрони­ зации, новых методов переприема информации, методов записи сигналов;

проявляющимися тенденциями в передаче факсимильных сообщений дискретными методами.

Некоторое значение сыграло, по-видимому, и сходство назва­ ний. Развитие факсимильной связи идет по пути ее широкого при­

менения для передачи газет, а также ее использования

на низо­

вых ізвеньях телеграфной сети для полной автоматизации

процес­

сов приема и передачи телеграмм.

Теоретической основой техники передачи дискретных сообщений является теория передачи сообщений, основные положения кото­ рой разработаны советскими учеными — академиками В. Котельниковым и А. Колмогоровым, американцем К- Шэнноном и рядом других советских и зарубежных ученых. Они изучаются в курсе «Теория передачи сигналов». Курс «Передача дискретной инфор­ мации и основы телеграфии» тесно связан с курсами «Многока­ нальная связь» (вопросы частотного-и временного уплотнений ли­ ний связи, нормы на каналы связи, коррекция искажений), «Нели­ нейные электрические цепи» (вопросы модуляции и демодуляции), «Автоматическая коммутация и телефония» (вопросы построения сетей, принципы коммутации и коммутационные приборы, вопросы

нагрузки), «Импульсная техника» (двоичные

устройства, логиче­

ские схемы) и «Электронно-вычислительные

машины»,

поскольку

ЭВМ являются не только источниками и получателями

сообщений

в системах передачи данных, но и находят все большее

применение

в самих системах передачи дискретной информации в качестве уп­ равляющих устройств коммутационных узлов и устройств защиты от ошибок в системах передачи данных.


1

Г Л А В А

Основные принципы передачи дискретной информации

1.1. СХЕМА СИСТЕМЫ П Е Р Е Д А Ч И Д И С К Р Е Т Н О Й ИНФОРМАЦИИ

Система передачи дискретной ««формации предназначена для передачи информации от источника сообщений к получателю (рис. 1.1). Источниками и получателями дискретных сообщений могут быть электронно-вычислительные машины, запоминающие устрой­ ства (накопители на магнитной ленте, на магнитных барабанах,

Преданное

Сигнал

 

Опенал

плюс

Принятое

COOfflMBHUe

 

 

 

сообщение

От источ

1

Канал

1

Приемник

\И полрчп;

ника сооб­ Передатчик

передачи.

телт го-

щений.

 

//ом)ехи.

 

 

общениїї

 

 

 

 

 

Источник

помех

Рис .1.1. Структурная схема системы передачи дискретной информации

дисках, на перфоленте, перфокартах и др.), различного рода дат­ чики, а также люди. Кроме этого, получателями дискретных со­ общений могут быть печатающие устройства, графопостроители, устройства отображения.

Сообщение, выработанное источником, для передачи по системе электрической связи должно быть превращено в электрический сигнал, под которым понимают электрическое возмущение, одно­ значно отображающее передаваемое сообщение. Превращение со­ общения в сигнал осуществляется в передатчике и состоит из трех операций: преобразования, кодирования и модуляции. Эти три опе­ рации могут быть совмещенными либо осуществляться незави­ симо.

Преобразованием называется перевод неэлектрических величин, определяющих передаваемое сообщение, в первичный электриче-


окий сигнал. Например, в телеметрии датчики преобразуют изме­ нения неэлектрических величин (температуры, влажности, давле­ ния, скорости) в электрические (изменение напряжения). Другие виды источников дискретной информации, как, например, ЭВМ и запоминающие устройства, непосредственно вырабатывают пер­ вичные сигналы, так что надобности в операции преобразования нет.

Кодирование заключается в преобразовании информационных символов в соответствующие им числа. При этом последователь­

ность

информационных

символов

называется первичным

алфави­

том, а

соответствующие

им числа

вторичным алфавитом или

кодом.

В основе кодирования лежит представление дискретного

сигнала, который может принимать одно из п значений, >в виде со­

вокупности п чисел. Как известно, любое

число может быть запи­

сано так: N = .. . + а 2 г 2 + Я і ' ' 1 + й о Л где г — основание

системы счи­

сления,

а — коэффициенты разрядов

—І^а^О).

В

системаж

передачи

дискретных сообщений обычно

используется

двоичная

система

счисления, так как при этом

наиболее просто реализуют­

ся схемы, осуществляющие запоминание, кодирование и коммута­ цию информации. Такие схемы просты, стабильны, имеют высокую помехоустойчивость и строятся :на элементах с двумя устойчивыми состояниями.

Совокупность двоичных цифр, образующих двоичное число, со­ ответствующее какому-нибудь информационному символу, назы­

вается кодовой комбинацией.

Двоичные цифры (0 и 1), из которых

состоят кодовые комбинации,

называются элементами

кода.

Чис­

ло различных элементов кода называется основанием

кода.

В си­

стемах передачи дискретных

сообщений обычно применяют код*»

с основанием 2, т. е. двоичные коды. Число элементов, образую­

щих кодовую комбинацию, называется значностью

(разрядностью)

кода.

Различают

коды

равномерные, у

которых все кодовые ком­

бинации имеют

Одинаковую значность,

и неравномерные — с раз­

ной значностью кодовых комбинаций.

 

 

Число всех кодовых комбинаций равномерного кода определя­

ется

по формуле N=mn,

где m — основание кода,

п — значность

кода. Примером равномерного двоичного кода является Между­ народный телеграфный код № 2 (МТК-2). В этом коде каждой передаваемой букве алфавита соответствует пятиэлементная кодо­

вая комбинация. При т = 2 и п 5

N=32, т.

е. имеется возмож­

ность передачи всех букв русского

алфавита.

Дл я передачи дифр

и знаков препинания, а также некоторых других условных знаков используют те же кодовые комбинации, что и при передаче букв, но им предшествует передача дополнительных кодовых комбина­ ций, указывающих, что будет передаваться — буквы или цифры (табл. 1.1).

При передаче данных, помимо букв и цифр, необходимо пере­ давать большое число вспомогательных служебных знаков, что обусловливает применение восьмизначного Международного кода


 

 

 

Т а б л и ц а

l j l

і Числа в деся-

Те же

числа в двоичной форме

 

 

(двоичный

код)

 

[ точной форме

 

 

 

 

 

 

2*

2*

2 і

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

2

0

0

0

1

0

3

0

0

0

1

1

4

0

0

1

0

0

5

0

0

1

0

1

6

0

0

1

1

0

7

0

0

1

1

1

8

0

1

0

0

0

9

0

1

0

0

1

10

0

1

0

1

0

И

0

1

0

1

1

12

0

1

1

0

0

13

0

1

1

0

1

14

0

1

1

1

0

15

0

1

1

1

1

16

1

0

0

0

0

17

1

0

0

0

1

18

1

0

0

1

0

19

1

0

0

1

1

20

1

0

1

0

0

21

1

0

1

0

1

22

1

0

1

1

0

23

1

0

1

1

1

24

1

1

0

0

0

25

1

1

0

0

1

26

1

1

0

1

0

27

1

1

0

1

1

28

1

1

1

0

0

29

1

1

1

0

1

ЗО

1

1

1

1

0

31

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

Телеграфные знаки

 

РУС

 

ЦИФ

ЛАТ

 

Перевод на русский

 

Т

]

5

т

 

Возврат каретки

 

0

 

9

о

 

 

Пробел

 

X

 

Щ

Н

Н

 

»

N

М

 

 

М

 

Перевод строки

 

Л

 

)

L

Р

 

4

R

Г

 

Ш

G

И

 

8

I

П

'

0

Р

Ц

 

=

С

Ж

 

V

Е

 

3

Е

3

 

+

Z

Д

Кто там?

D

Б

 

?

В

С

 

 

S

Ы

 

6

J

Ф

 

Э

F

Ь

 

/

X

А

 

А

В

 

2

W

Й

 

Ю

J

 

Перевод на цифры

 

У

 

7

и

Я

 

1

Q

К

 

(

К

Перевод

на латинский


№ 5. При построении кода важно предусмотреть возможность при приеме кодовых комбинаций четкого разделения каждой кодовой комбинации от соседней. В равномерном коде это может быть сде­ лано простым подсчетом числа передаваемых элементов. Для раз­ деления отдельных кодовых комбинаций в неравномерных кодах применяют либо специальные разделительные знаки, либо строят код так, что ни одна кодовая комбинация не используется в каче­

стве начальной части другой,

более длинной кодовой комбинации

[так называемые неприводимые

(префиксные)

коды].

Примером неравномерного

кода, ранее

широко используемого

в телеграфии и применяемого до настоящего времени при приеме

на слух, является код Морзе. Даж е из нескольких кодовых

комби­

наций этого жода

(Д передается

сочетанием — • •,

Е — знаком-,

Я —сочетанием — •) видно, что «ад Морзе не

относится к

классу

неприводимых (передачу НЕ нельзя отличить

от передачи

Д,

та»

каїк в обоих случаях передается

'комбинация—••),

поэтому

для

разделения 'кодовых комбинаций

в нем используют специальный'

знак р а з д е л а — т р и

пробела. Заметим, что все

равномерные

коды

являются неприводимыми.

 

 

 

 

пер­

Коды разделяют на две группы: обыкновенные

(простые,

вичные) и помехоустойчивые (корректирующие). У

обыкновенных

кодов для передачи сообщений используют все кодовые комбина­ ции, как, например, в Международном телеграфном коде № 2. В помехоустойчивых кодах из общего числа кодовых комбинаций, которые можно получить из п элементов, для передачи сообще­ ний используют только часть этих комбинаций. Простейшим при­ мером помехоустойчивого кода является Международный код № 5, в котором для передачи информации используют комбинации из семи элементов, а восьмой служит для обнаружения ошибок в ин­ формации.

При передаче дискретных сообщений каждый элемент кода пе­ редается отрезком сигнала определенной длительности (то), ко­

торый называется элементом сигнала или посылкой. Обычно эле­

менту кода «1» ставится в соответствие токовая посылка, а «0>—

бестоковая

(однополюсная

работа) или «1» — положительная

по­

сылка,

а

«О» — отрицательная

(двухполюсная

работа).

 

Количество информации, содержащееся в сообщении, определя­

ется по формуле I—n\og2m,

где

п—-число

элементов

сообщения,

m — число

состояний

элемента.

Единицей

измерения

количества

информации

служит

двоичная единица — бит. Одна двоичная

по­

сылка

(п=\,

пг — 2/=1)

содержит один

бит

информации,

т. е.

в двоичных системах количество информации

равно

числу посы­

лок (1 = п).

 

 

 

 

 

 

 

сиг­

Модуляцией

называется

изменение параметра переносчика

нала в соответствии с функцией, отображающей передаваемое со­ общение. В качестве переносчика сигнала используют постоянный ток, переменный ток, периодическую последовательность коротких импульсов или шумоподобные сигналы. Модуляция позволяет луч-