Материал: Передача дискретных сообщений. Тихомиров Н.М

ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Н.М. Тихомиров

ПЕРЕДАЧА ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2010

УДК 681.3078

Тихомиров Н.М.: Передача дискретных сообщений учеб. пособие / Н.М. Тихомиров. Воронеж: ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, 2011, 144 с.

Издание соответствует требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 090106 "Информационная безопасность телекоммуникационных систем" дисциплины специализации "Передача дискретных сообщений" очной формы обучения.

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2007 и содержится в файле ПерДискСообщпос.docx

Табл. 12. Ил. 36. Бибилиогр.: 17 назв.

Рецензенты: ОАО «Концерн «Созвездие»

канд. техн. наук, доц. Г.А. Кащенко

канд. техн. наук, доц. Г.А. Остапенко

 Тихомиров Н.М., 2011

 Оформление. ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 1

Н.М. Тихомиров 1

ПЕРЕДАЧА ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ 1

Утверждено Редакционно-издательским советом 1

университета в качестве учебного пособия 1

Воронеж 2010 1

Тихомиров Н.М.: Передача дискретных сообщений учеб. пособие / Н.М. Тихомиров. Воронеж: ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, 2011, 144 с. 2

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

ПРЕДИСЛОВИЕ 8

Глава 1. Системные передачи дискретных сообщений 9

1.1. Основные понятия и определения 9

1.2. Структурная схема системы ПДС 17

Глава 2. Защита от ошибок 25

2.1. Методы защиты от ошибок в системах без обратной связи 25

2.2. Построение корректирующих кодов 28

2.3. Классификация корректирующих кодов 30

2.4. Линейные коды 31

2.5. Циклические коды 35

2.6. Системы с обратной связью 38

Рис.2.1 40

Глава 3. Устройства преобразования сигналов 43

3.1. Назначение и классификация устройств преобразования сигналов 43

3.2. Дискретный канал с амплитудной модуляцией 44

Рис. 3.1 44

3.3. Дискретный канал с частотной модуляцией 46

Рис. 3.2 46

Рис.3.3 47

3.4. Дискретный канал с фазовой модуляцией 48

Д 48

Рис.3.4 48

3.5. Дискретный канал с относительной фазовой модуляцией 50

3.6. Дискретный канал с многопозиционной модуляцией 51

Глава 4. СИНХРОНИЗАЦИЯ В СИСТЕМАХ ПДС 54

4.1. Синхронизация в синхронных и стартстопных системах ПДС 54

4.2. Поэлементная синхронизация 56

Рис. 4.1 57

Рис. 4.2 58

Рис. 4.3 58

Рис. 4.4 59

4.3. Групповая синхронизация 60

ПС 61

Рис. 4.5 61

ПС 63

Рис. 4.6 63

ПС 64

Рис. 4.7 64

Глава 5. ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ 65

Глава 6. УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ОКОНЕЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 68

Глава 7. ПРИНЦИПЫ ФАКСИМИЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ 72

Глава 8. АНАЛИЗИРУЮЩИЕ И СИНТЕЗИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ФАКСИМИЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ 76

Глава 9. СИНХРОНИЗАЦИЯ И ФАЗИРОВАНИЕ ФАКСИМИЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ 78

Глава 10. ФАКСИМИЛЬНЫЕ АППАРАТЫ 80

Факс, он же факсимильный аппарат - сегодня это устройство является необходимым атрибутом любого офиса. Однако новый век вступил в свои права, а факс до сих пор не собирается сдавать своих позиций. Научить работе с факсом можно буквально за пару минут человека любого возраста. Родоначальником факсов считается так называемый пантелеграф. Роль считывающего устройства в нём играла металлическая игла, а изображение создавалось с помощью специальных токопроводящих чернил.  Прогресс не стоял на месте, и уже в начале двадцатого века появился фототелеграф, в котором примитивная игла была заменена специальным фоточувствительным элементом. Современные же факсимильные аппараты объединяют в себе функции сканера, модема и копировального аппарата и нередко имеют больше общего с компьютером, чем с факсами, выпускавшимися лет двадцать назад. Однако лучшим качеством и скоростью работы отличаются лазерные факсы, которые также позволяют использовать обыкновенную бумагу, применяемую для принтеров. К тому же, подобные устройства, как правило, обладают широким набором дополнительных функций и, если вдуматься, оказываются экономичнее. Хотя единовременные расходы на покупку тонер-картриджа несколько выше, чем на покупку других расходных материалов, средняя себестоимость одной страницы, напечатанной на лазерном факсе ниже, поскольку одного тонер-картриджа хватает на большее количество копий. Рассмотрим их на примере нескольких лазерных факсимильных аппаратов формата А4 японской корпорации Panasonic. Модель Panasonic KX-FL513RU. Лазерный факсимильный аппарат Panasonic KX-FL513RU способен печатать до двенадцати страниц в минуту и обладает увеличенным ресурсом оптического блока (до 10000 копий). Он оборудован лотком для бумаги на 220 листов, автоподатчиком бумаги на двадцать листов и встроенной памятью на 170 страниц. Ресурс картриджа при печати с пятипроцентным заполнением страницы составляет на 2500 листов. В отличие от некоторых других лазерных факсов, в этой модели и в других факсах Panasonic тонер-картридж и оптические блок располагаются отдельно. Это экономически выгодно: когда ресурс одной из частей закончится, можно будет заменить только её, а не менять весь блок целиком. Устройство отличается интуитивно понятной системой управления. На двустрочном ЖК-экране отображается сопутствующая информация. Есть возможность однокнопочного набора 22 номеров и ускоренного набора 100 номеров. Кроме того, Panasonic KX-FL513RU поддерживает отложенную отправку факсов. О необходимости замены картриджа вовремя просигнализирует соответствующий индикатор. Устройство может использоваться как копир, причём размер копии можно регулировать. Минимальный размер копии может быть вдвое меньше размера оригинала, а максимальный - вдвое больше. Такую же функциональность имеют и другие модели факсов Panasonic, рассматриваемые в этом обзоре. Наконец, эта модель снабжена функцией идентификации вызывающего абонента. Аппарат Panasonic KX-FL513RU, помимо факса, работает как копир и телефон с автоматическим определителем номера 81

Рис. 10.1 Аппарат Panasonic KX-FL513RU 82

Офисный комбайн Panasonic KX-FLB758RU. 82

Рис. 10.2 Офисный комбайн Panasonic KX-FLB758RU 83

Глава 11. СПОСОБЫ КОММУТАЦИИ (КК, КС, КП) 83

Глава 12. КООРДИНАТНЫЕ СТАНЦИИ КОММУТАЦИИ КАНАЛОВ 86

Глава 13. АВТОМАТИЧЕСКАЯ КООРДИНАТНАЯ СТАНЦИЯ АТ – ПС – ПД 89

Глава 14. ЭЛЕКТРОННЫЕ СТАНЦИИ КОММУТАЦИИ КАНАЛОВ И СООБЩЕНИЙ 95

Глава 15. КАНАЛООБРАЗУЮЩАЯ АППАРАТУРА С ВРК: ТВУ – 15, ДАТА 109

Глава 16. КАНАЛООБРАЗУЮЩАЯ АППАРАТУРА С ЧРК: ТТ – 144, ТТ – 24 117

Глава 17. НАЗНАЧЕНИЕ СЕТИ ДИОНИС 125

Глава 18. СИСТЕМА REX400 132

Глава 19. НАЗНАЧЕНИЕ СЕТИ Internet 135

ПЕРЕДАЧА ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ 147

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………...140

Библиографический список……………………………...……144

Предисловие

Курс «Передача дискретных сообщений» является продолжением и развитием предшествующего курса «Теория электрической связи». В нем предполагается более углубленное изучение принципов передачи дискретных сообщений и построения систем передачи дискретных сообщений с акцентом на практическое инженерное состояние и развитие средств связи.

В курсе сначала излагаются общие вопросы построения систем передачи дискретных сообщений, затем принципы построения отдельных составляющих этой системы: устройств защиты от ошибок, устройств преобразования сигналов, устройств синхронизации.

Для закрепления материала и контроля за его усвоением в отдельных главах имеются вопросы.

Глава 1. Системные передачи дискретных сообщений

1.1. Основные понятия и определения

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.

К системам передачи дискретных сообщений относится систе­ма телеграфной передачи — самый старый вид электрической свя­зи.

Изобретателем и творцом электрического телеграфа был наш соотечественник член-корреспондент Петербургской Академии наук

П. Л. Шиллинг. 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.