Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2017-10-16 | 841 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Рис. 6 Классификация каналов передачи информации
Каналы радиосвязи являются единственным средством связи с подвижными объектами (поезда, самолеты, космические корабли, морские суда, включая и подводные лодки, автомобили и др.)
Признаки непрерывных каналов:
1. линейность, отчего в них имеет место принцип суперпозиции. В таких каналах входной сигнал включает в себя помеху, а продукты нелинейных преобразований малы по сравнению со входными сигналами;
2. на выходе канала постоянно (даже в отсутствии полезного сигнала) имеются помехи;
3. при передаче по каналу сигнал задерживается по времени и затухает по уровню;
В реальных каналах всегда имеют место искажения сигнала, обусловленные несовершенством характеристик канала и нередко изменениями параметров канала во времени.
Дискретным называют канал передачи информации, вход которого приспособлен для приема сообщений от дискретного источника и на его выходе также имеют место дискретные сообщения.
Дискретно-непрерывным называют канал, если вход канала приспособлен для приема дискретных сообщений, а на его выходе имеют место непрерывные сообщения.
Непрерывно-дискретным (полунепрерывным) называют канал, если вход канала приспособлен для приема непрерывных сообщений, а на его выходе имеют место дискретные сообщения.
Каналы передачи информации в системах
Регулирования движения поездов
Рис. 7 Каналы передачи информации в системах регулирования движения поездов
На рис. 7:
АБ – каналы связи светофоров на перегоне между собой и светофоров с постом ЭЦ. Связь по проводам, по кабелю, по рельсовой линии.
АЛСН – автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия. Осуществляет связь сигнальной точки с локомотивом по рельсовой линии или по шлейфам.
|
САУТ – система автоматического управления тормозами. Канал связи сигнальной точки с локомотивом. Осуществляется при помощи шлейфа.
Переезд – канал связи поезда с переездом.
Горки – контроль длиннобазных отцепов. Применяются оптические, радиотехнические датчики. Управление горочным локомотивом.
ПОНАБ, ДИСК, КТСМ – приборы обнаружения нагретых букс.
Тепловые датчики характеризуют температуру оси локомотива. Они связаны с постом ЭЦ. Канал связи датчиков, установленных на перегоне, осуществляется по кабельной линии связи.
Диспетчерская централизация – сбор информации на контролируемых объектах. Передача этой информации на центральный пост, распределение этой информации по информационным местам; получение команд управления на центральном посту; передача этих команд на станцию, где они исполняются.
Каналы передачи информации на ЦП и обратно, каналы обмена информацией на ЦП.
Диспетчерский контроль – сбор информации о сигнальной точке в системе АБ. Передача этой информации на станцию, обобщение информации и передача её на центральный пост диспетчеру.
СКЦ – станционная кодовая централизация – управление удаленными стрелками и сигналами на станции. Каналы связи пунктов управления удаленными стрелками с поста ЭЦ.
Дискретная модуляция
Для формирования сигнала необходим некоторый переносчик, способный существовать и распространяться в линии связи: постоянный или переменный ток (аналоговые системы передачи), электромагнитное поле (радиосистемы), периодическая последовательность высокочастотных импульсов (коаксиальные и волоконно-оптические кабели) и др.
Любой переносчик имеет изменяемые параметры. Для постоянного тока это - значение и направление, для последовательности импульсов – амплитуда импульса, его ширина (продолжительность), местоположение в периоде (фаза), частота следования импульсов и др.
|
Информация, содержащаяся в сигнале, представляет собой изменение во времени его инфомационного параметра.
Модуляция (от лат. modulation – изменение) - процесс изменения параметра переносчика в соответствии с предъявляемым сообщением.
В дискретной модуляции изменение параметра переносчика происходит не по предъявляемому элементу сообщения, а по его отображению - кодовой комбинации.
Каждый элемент кодовой комбинации принимает конечное число значений. Изменяемый (модулируемый) параметр переносчика тоже должен принимать конечное число значений. Параметр переносчика меняется в определенные мгновения времени. Количество значений модулируемого параметра всегда равно основанию кода и при двоичном кодировании (1,0) равно двум.
Дискретная модуляция – изменение в определенные мгновения времени одного или нескольких параметров переносчика, в соответствии со значениями кодовой комбинации.
В теории передачи дискретной информации (ПДИ) различают следующие понятия, связанные с дискретной модуляцией: значащая позиция (ЗнП); значащий момент (ЗнМ); единичный интервал (ЕИ); значащий интервал (ЗИ).
Рис. 8 Сигнал однополюсной модуляции, ОПМ (значение тока).
Исходная кодовая комбинация 010110
Рис. 9 Сигнал двухполюсной модуляции, ДПМ (направление тока).
На рис.8, рис.9:
ЗнП (значащая позиция) – значение параметра сигнала, соответствующее одному из значений элемента кодовой комбинации. Различают понятия: значащая позиция модуляции на передаче (ЗнПМ) и значащая позиция восстановления на приеме (ЗнПВ);
ЗнМ (значащий момент) – мгновение времени, в которое происходит изменение значащей позиции. Различают ЗнММ на передаче и ЗнМВ на приеме;
ЕИ (единичный интервал) – отрезок времени, на котором параметр сигнала, соответствующий одной цифре кодового числа, остается неизменным. Это мерный отрезок времени, принятый за эталон;
ЗИ (значащий интервал) – отрезок времени, взятый между смежными значащими моментами. В идеальном случае значащий интервал включает в себя целое число единичных интервалов;
элементарный импульс – импульс напряжения или тока, длительностью единичный интервал.
Различают параметрические и относительные виды модуляции.
|
При параметрической модуляции значащие позиции любого импульса оценивают значениями параметра переносчика (амплитуда, частота, фаза и др.).
При относительной модуляции значащая позиция i-го импульса оценивается по отношению к значащей позиции предыдущего (i-1)-го импульса.
Сигналы ОПМ (однополюсной модуляции) и ДПМ (двухполюсной модуляции) применяют для передачи дискретной информации по физическим цепям (воздушные, кабельные линии, витая пара) на небольшие расстояния
Если в качестве переносчика использовать переменный ток, то модулируемыми параметрами могут быть амплитуда, частота или фаза.
В соответствии с этим можно получить три вида модуляции: амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ).
Вид сигналов для указанных случаев при передаче кодовой комбинации 010110 приведен на рис. 10.
Рис. 10 Виды сигналов при амплитудной, частотной и фазовой
модуляции
Дискретные сигналы, использующие в качестве переносчика переменный ток, применяются для передачи информации по физическим цепям и каналам тональной частоты.
При использовании переменного тока в качестве переносчика в параметрических видах модуляции за эталон берется определенное значение информационного параметра, а значащие позиции определяются сравнением истинного значения параметра с эталонным. При амплитудной модуляции (АМ) - это порог срабатывания входного устройства приемника, при частотной модуляции (ЧМ) - средняя частота канала, при фазовой модуляции (ФМ) - опорная (эталонная) фаза в пределах элементарного импульса.
В реальных условиях прохождения сигналов по каналам связи их параметры изменяются сравнительно медленно относительно длительности элементарных импульсов. Это условие позволяет применять для формирования и оценки информационного параметра очередного импульса значение параметра предыдущего импульса, то есть осуществлять относительную модуляцию (ОМ).
При ОМ если передается логическая единица (1), то значащая позиция очередного i-го импульса совпадает со значащей позицией (i-1)-го импульса, а если передается логический ноль (0) – противоположна ей. Перед началом передачи необходимо в линию послать вспомогательный импульс с известным значением информационного параметра.
|
При ОМ, если передается «1», то значащая позиция очередного i-го импульса совпадает со значащей позицией (i-1)-го импульса, если передается «0», то значащая позиция очередного i-го импульса противоположна значащей позиции (i-1)-го импульса.
Рис. 11 Сигнал при относительной фазовой модуляции (ОФМ)
Рис. 12 Векторное представление формирования сигналов ФМ
При фазовой модуляции вектор колебания с опорной фазой Уоп остается неизменным все время. В пределах каждого элементарного импульса для значащей позиции «1» имеет направление, совпадающее с вектором опорного колебания. Для значащей позиции «0» имеет направление, противоположное вектору опорного колебания.
Рис. 13 Векторное представление формирования сигналов ОФМ
При ОФМ перед началом передачи посылается элементарный импульс с известной фазой φ ВСП = 0 0. Фаза первого импульса изменится по отношению к фазе вспомогательной посылки на 180 0 (φ 1 = 180 0), так как первый импульс равен «0». Фаза второго импульса определяется относительно фазы первого и так как второй импульс равен «1», то его фаза остается неизменной, т.е. φ 2 = 180 0.
Виды линий и каналов
Сформированные импульсные сигналы можно предавать по различным физическим линиям (воздушные, кабельные) с помощью стандартных каналов тональной частоты, дискретных каналов, аналоговых и цифровых систем передачи.
Вид направляющей системы или канала определяется требуемой дальностью передачи и необходимой помехоустойчивостью. Помехоустойчивость зависит от вида дискретной модуляции.
Если применены однополюсная (ОПМ) или двухполюсная (ДМП) виды модуляции, то для передачи дискретных сигналов можно использовать только физические цепи: воздушные линии связи, пары жил городского телефонного кабеля, витые пары (категории 3,4,5 и пр.). Дальность передачи будет определяться параметрами линии (активное сопротивление, проводимость изоляции, индуктивность, емкость) и составит от нескольких сотен метров (100 – 200) до нескольких километров.
По физическим цепям можно передавать дискретные сигналы и с применением дискретной модуляции на переменном токе: АМ, ЧМ, ФМ и ОФМ и пр. При этих видах модуляции дискретные сигналы чаще передают по каналам тональной частоты (ТЧ), организованным по проводным, радиорелейным, радио и спутниковым линиям. Дальность связи при этом не ограничена.
Каналы передачи дискретной информации (ПДИ) могут быть коммутируемые и выделенные.
Рис. 14 Структурная схема коммутируемого канала.
|
На рис.14:
АП – абонентский пункт;
АЛ – абонентская линия;
КСТ – коммутационная станция;
СЛ – служебная линия.
Канал ПДИ создается из отдельных звеньев цепи с использованием коммутационных станций.
Рис. 15 Структурная схема выделенного канала «точка – точка»
Канал работает постоянно между двумя оконечными (абонентскими) пунктами.
Рис. 16 Структурная схема группового канала
Если в один и тот же канал включаются параллельно несколько оконечных (абонентских) пунктов, то такой канал называется многопунктовым (групповым, моноканалом).
Если в канал включается один источник и несколько получателей информации, то такой канал называют «точка-многоточка».
Для повышения пропускной способности линий на одной физической паре организуют несколько каналов, создавая многоканальные системы.
В многоканальных системах используют методы частотного разделения каналов (ЧРК) или временного разделения каналов (ВРК).
Методы разделения каналов ещё называют мультиплексированием.
где: t н – время нарастания фронта импульса;
DF – полоса пропускания линии (стальная линия связи допускает передачу частот до 30 КГц, медная линия связи пропускает частоты до 180 КГц);
Cu: DF = 180 КГц; t н = ---------------- = -------- = 2,7 х 10 - 6 с = 2,7 мкс;
2 х 180000 36
1 10 - 4
Fe: DF = 30 КГц; t н = ---------------- = -------- = 16,7 х 10 - 6 с = 16,7 мкс.
2 х 30000 6
Длительность самого короткого импульса не может быть меньше времени нарастания t н , иначе импульс не успеет нарасти до полной амплитуды.
Рис. 17 Искажение формы импульса, проходящего по линии
Рис. 18 Построение сообщений с временным разделением импульсов
На рис. 18:
n – число импульсов;
Tз – время передачи сообщения;
t 0 - длительность одного импульса;
DF – полоса частот.
tmin - минимальная длительность импульса.
при
При временном мультиплексировании общий канал предоставляется разным устройствам периодически в течение цикла работы распределителя один раз.
Рис. 19 Построение сообщений с частотным разделением импульсов.
При частотном мультиплексировании каждому устройству предоставляется своя полоса частот Df в соответствии со скоростью передачи в границах допустимого частотного диапазона.
Учитывая неидеальность характеристик фильтров между рабочими полосами каналов, необходимо оставить частотную полосу расфильтровки.
При частотном разделении можно обеспечить одновременную передачу n частотно разделенных сигналов, длительностью Tз каждый.
Для оценки темпа передачи элементов сигнала вводят понятие скорость дискретной модуляции.
где: t0 – длительность элементарного импульса;
В - скорость дискретной модуляции (бод).
Чем меньше длительность t0 , тем большее их число можно передать за единицу времени.
Скорость передачи полезной информации определяется количеством информации, переданной за единицу времени и имеет размерность бит/с.
где: K – количество информационных импульсов в кодовой комбинации;
Tk = n t0 – время передачи всей кодовой комбинации.
При двоичном кодировании и однократной модуляции каждый элементарный импульс несет один бит информации. В этом случае скорость передачи информации и скорость дискретной модуляции численно равны друг другу, т.е. В = n.
В стандартном канале ТЧ (300 – 3400 Гц) можно вести передачу дисткретной информации при однократной модуляции со скоростью не более В = 2 *DF:
В = 2*3400 = 6800 бод; t 0 = ------- = 147 мкс.
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!