Тема №1 Общие сведения о каналах передачи информации

Тема №1 Общие сведения о каналах передачи информации

 

План:

Введение.

Структурная схема каналов передачи информации.

Телемеханический способ управления объектами.

Классификация каналов передачи информации.

Дискретная модуляция.

Виды линий и каналов.

 

 

Введение

 

Железнодорожный транспорт, представляет собой сложную, территориально рассредоточенную систему большого числа технологических подразделений (станции: грузовые и пассажирские; депо: локомотивные и вагонные; тяговые подстанции; пункты технического обслуживания (ПТО); сортировочные горки и др. линейно аппаратные залы связи, посты электрический централизации) и технических средств (в хозяйстве железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) это устройства автоматики на перегонах, станциях, сортировочной горки, переездах и т.д.).

Главная задача железнодорожного транспорта осуществление перевозок грузов и пассажиров с максимальной производительностью, минимальной себестоимостью и гарантированной безопасностью движения поездов.

При выполнении целевых функций между технологическими подразделениями и в технических средствах по линиям связи производится передача сообщений.

Сообщения – это всё то, что передаётся о ходе производственного процесса.

Информация – та часть сообщения, которая не была известна получателю, то есть является новой для получателя.

В качестве переносчика сообщения (информации) используются физические явления, распространяемые в пространстве (электрические и электромагнитные волны, звук, движение струй воздуха, свет, как разновидность электромагнитной волны). Переносчик должен изменять свойства или параметры под воздействием сообщения.

Сигнал – переносчик с нанесенным на нем сообщением (информацией).

 

Системы связи предназначены для передачи с помощью электрических или оптических сигналов различного рода сообщений между пользователями.

Все многообразие сообщений можно разделить на два вида: непрерывные и дискретные.

Непрерывные сообщения (речь, музыка, подвижные и неподвижные изображения) характеризуются бесконечным множеством значений на конечном отрезке времени.

Дискретными являются сообщения, которые состоят из конечного числа символов. Как правило, это документальные сообщения, зафиксированные на бумаге, перфоленте, перфокарте, магнитном носителе.

К дискретной информации относятся все буквенно-цифровые текстовые сообщения (телеграммы), потоки цифр в системах телеобработки (данные), команды и извещения систем автоматики, телемеханики, телесигнализации (сообщения ТУ-ТС).

Такие сообщения отображаются дискретными сигналами, представляющими собой дискретную функцию дискретного времени, или последовательность прямоугольных импульсов. Это накладывает свои особенности на методы формирования сигналов, передачи и различия их в пункте приема, на построение оконечных, каналообразующих и коммутационных устройств и на применяемую при анализе и синтезе таких сигналов теорию.

Здесь чаще используется временной подход к рассмотрению процессов, хотя не исключается и частотный.

Передача данных – область электросвязи, предназначенная для передачи информации между электронными вычислительными машинами.

Под термином «данные» понимают формализованную цифровую информацию, циркулирующую между объектами управления и управляющим центром какой-либо автоматизированной системой управления.

В курсе «Системы передачи дискретной информации» изучаются общие теоретические положения и их практическая реализация применительно к технике передачи данных и телеграфии. К ним относятся:

- преобразование элементов дискретного сообщения в электрические сигналы;

- способы передачи сформированных импульсных сигналов;

- влияние мешающих факторов на передаваемые сигналы;

- способы приема и оценки их эффективности, с точки зрения обеспечения наибольшего соответствия принятого сообщения переданному;

- теория помехоустойчивого кодирования и построение кодопреобразователей;

- принципы построения передатчиков и приемников систем дискретной связи и их виды;

- построение каналообразующей телеграфной и факсимильной аппаратуры;

- построение сетей передачи дискретных сообщений.

 

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.

Искажение формы импульса, проходящего по линии, зависит от времени нарастания фронта импульса:

 

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);

 

1 10 ^{- 4}

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.

Поэтому

 

где DF_min - минимальная ширина полосы частот, откуда

 

Однако, на практике полосу частот для передачи импульсов выбирают примерно в 1,5 раза больше минимальной:

 

 

 

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.

Общая линия (или канал) связи телемеханической системы обладает определенной полосой частот пропускания, устанавливающей минимально допустимую длительность передаваемого импульса

где: DF – полоса частот;

t_min - минимальная длительность импульса.

 

За время допустимой задержки в передаче сообщений Tз можно обеспечить последовательную передачу n = 2 Тз DF импульсов длительностью

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.

Под скоростью дискретной модуляции понимают количество элементарных импульсов передаваемых в секунду:

 

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;

T_k = 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.

 

Метод стробирования

При этом методе значащая позиция восстановления принимаемого импульса определяется по результату оценки значения информационного параметра, взятого однократно на коротком отрезке времени внутри единичного интервала, и распространяется на весь контролируемый интервал.

На рис. 30 показаны:

а) входящие посылки при однополюсной модуляции ОПМ. Заштрихованные участки импульсов определяют искажения (краевые и дробления);

б) мгновенные проверки (пробы) t _р, ориентированные на середины идеальных единичных интервалов;

в) восстановленные (регенерированные) импульсы.

 

 

 

Рис. 30 Временная диаграмма работы устройств при методе стробирования

 

На рис. 30:

T_рег – период регистрации;

t_р – время регистрации;

t₀ – длительность элементарного импульса.

 

Условия правильной регистрации:

1) время регистрации должно быть значительно меньше элементарного импульса t_р << t₀;

2) регистрация должна осуществляться периодически с периодом T_рег = t₀. Последовательность импульсов регистрации (стробирующих импульсов, стробов) вырабатывается приемным распределителем;

3) мгновение регистрации должно быть ориентировано на середину идеальных единичных интервалов, т.е. х_р = t₀/2. В середине входящих посылок информационный параметр менее всего искажен.

 

 

Рис. 31 Схема технической реализации метода стробирования

 

Устройство регистрации включают в себя набор схем совпадения по количеству импульсов в регистрируемой кодовой комбинации. На один из входов каждой схемы И поступает строб-импульс, поочередно подаваемый от приемного распределителя с периодом T_рег = t₀. Вторые входы всех схем И запараллелены и подключены к выходу входного устройства (ВхУ). На эту шину поступают регистрируемые импульсы.

При поступлении с линии логической “1” и строб-импульса на входе соответствующей схемы И, на её выходе появляется сигнал “1”, который и фиксируется элементом накопителя.

При наличии на входе логического “0”, элемент накопителя займет состояние“0”.

Учитывая, что t_р << t₀ и то, что решение о значащей позиции восстановления выносится в середине единичного интервала, то можно считать, что допустимыми смещениями границ импульса внутрь интервала могут быть:

q_ндоп = q_кдоп = 0,5t₀,

 

где: q_ндоп – смещение начала импульса;

q_кдоп – смещение конца импульса.

Это значит, что метод стробирования устойчив к краевым искажениям.

При несимметричных краевых искажениях оптимальное положение строба внутри единичного интервала можно определить по формуле:

 

Х_{р опт} = (t₀ + (q_н - q_к)/2.

 

Это общее выражение, так как при q_н = q_к мы приходим к идеальному условию Х_р = t₀/2.

 

Информации

 

При передаче данных в телемеханических системах отсутствует внутренняя смысловая избыточность в сообщении. В этом случае возникает необходимость в передаче дискретной информации с повышенной достоверностью.

Верность передачи характеризуется вероятностью выдачи на выходе системы передачи дискретной информации (ПДИ) комбинации первичного К -элементного кода, отличающейся хотя бы одним элементом от соответствующей комбинации, поступившей на вход системы

Р ( 1, К).

Появление ошибки в канале зависит от многих факторов и оценивается как случайное явление. Количественно, появление ошибки оценивается вероятностью ошибки и рассчитывается как предел отношения появившихся ошибок n_ош к общему числу принятых импульсов n_общ при условии, что общее число импульсов стремится к бесконечности

Выполнить условие, чтобы n_общ стремилось к бесконечности практически невозможно. Поэтому используют такое понятие как частость ошибок P*_ош или коэффициент ошибок К_ош, который определяется отношением числа ошибочных элементов к общему числу принятых:

.

В предостаточно большом количестве n_общ (длительные сеансы передачи данных) величины P_ош и P*_ош мало отличаются друг от друга.

Различают коэффициент ошибки по:

-элементам:

,

-комбинации:

-сообщению:

Нормируемый коэффициент ошибки:

- для телеграфной передачи не должен превышать значения 3•10 ^-5, а при передаче данных - 1•10 ^-6 степени.

- для многих технологических процессов вероятность ошибки в принимаемых данных должна быть не более 10 ^-6 - 10 ^-12 на бит.

В каналах тональной частоты проводных многоканальных систем передачи и радиоканалах - вероятность ошибки на бит составляет 10 ^-3 – 10 ^-2.

Реальные каналы связи не удовлетворяют требованию пользователей, поэтому возникает необходимость в повышении верности передачи.

 

 

Рис. 34 Методы повышения верности передачи дискретной информации

 

Все существующие методы защиты от ошибок можно разбить на две группы.

Первую группу составляют методы, направленные на ослабление действия помех (пассивные методы), которые, в свою очередь, могут быть разделены на организационно-технические и электротехнические.

 

Организационно-технические методы:

1) замена воздушных линий связи кабельными, в которых за счет экранирующего эффекта оболочки кабеля уменьшается уровень внешних помех;

2) скрещивание цепей на воздушных линиях связи и симметрирование пар и четверок в кабельных линиях для уменьшения взаимного влияния между цепями;

3) улучшение фильтрации в цепях электропитания;

4) повышение культуры технического обслуживания путем уменьшения ошибочных действий персонала при проверках аппаратуры, ремонте и профилактических работах на линиях.

 

Электротехнические методы:

1) улучшение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и фазочастотной характеристики (ФЧХ) каналов (АЧХ снижают уровень полезного сигнала на приеме, ФЧХ влияет на изменение формы дискретных сигналов, при этом появляются краевые искажения);

2) выбор наиболее помехоустойчивого вида модуляции: при модуляции на постоянном токе ДПМ (двухполюсная модуляция) имеет преимущества перед ОПМ (однополюсной модуляцией). При использовании переменного тока в качестве переносчика информации большей помехоустойчивостью обладает ФМ по сравнению с АМ и ЧМ;

4) увеличение отношения мощности сигнала к мощности помехи. Мощность сигнала ограничена нормами взаимного влияния цепей.

 

Вторая группа методов предусматривает введение логической избыточности в передаваемые сообщения (активные методы), которые разделены на статические и динамические методы защиты от ошибок.

 

В статических методах защиты от ошибок вносимая логическая избыточность остается постоянной вне зависимости от помехоактивности канала.

К статическим методам защиты от ошибок относятся два метода: метод применения корректирующих кодов, каждый из которых имеет постоянную избыточность и метод многоразовой передачи, избыточность которого определяется заранее обусловленным количеством повторений.

1) Метод применения корректирующих кодов

Построение любого корректирующего кода сводится к разбиению множества всех кодовых комбинаций V _К на две независимые части: V _i (подмножество разрешенных комбинаций) и V _j (подмножество запрещенных комбинаций).

V _i содержит разрешенные комбинации с кодовым расстоянием по множеству d(V _i) ³ 2. Эти комбинации используются для передачи информации.

V _j содержит запрещенные комбинации, которые для передачи информации не применяются.

Правила отбора и логического построения комбинаций разрешенного подмножества для каждого корректирующего кода выбираются разными. Число вариантов построения корректирующего кода может быть большим.

В пункте приема определяют: если принятая комбинация принадлежит подмножеству разрешенных комбинаций V _i, то ошибок нет, а если к подмножеству запрещенных комбинаций V _j, то ошибка есть.

 

2) Метод многоразовой (повторной, многократной) передачи информации.

Метод предложен в 1932 г. Верданом (Германия). Применялся для телеграфной передачи. Одна и та же информация передается нечетное число раз (3, 5, 7,...) без изменения. Решение о принятом символе выносится голосованием по принципу большинства.

 

Рис. 35 Голосование по принципу большинства

 

Решение о виде символа принимается в случае, когда все 3 раза символ выглядит одинаково, или когда он появляется в двух случаях из трех.

Недостаток метода: при увеличении кратности повторения передачи соответственно возрастает время передачи. Для устранения потерь времени был предложен метод одноразовой передачи одновременно по нескольким каналам, желательно пространственно разнесенным.

 

Динамические методы защиты от ошибок:

1. Применение систем с решающей обратной связью (РОС);

2. Применение систем с информационной обратной связью (ИОС);

3. Применение систем с комбинированной обратной связью (КОС).

 

1. Применение систем с решающей обратной связью

В системах с решающей обратной связью (РОС) решение на повторение или выдачу комбинации в приемник сообщения (ПС) принадлежит приемнику, передатчик лишь управляет приемником с помощью сигналов, передаваемых по каналу обратной связи.

Канал обратной связи используется для передачи решений, принимаемых приемником по комбинациям.

В системах с решающей обратной связью (РОС) по обратному каналу посылаются сигналы решения о правильности или неправильности принятого блока. Сигналы решения еще называются «Подтверждение» и «Запрос». Сигнал «Запрос» вызывает повторную передачу блока.

 

По способу функционирования системы РОС делятся на следующие классы: системы с ожиданием (РОС-Ож), системы с накоплением правильно принятых комбинаций (РОС-НК), системы с адресным переспросом (РОС-АП).

 

Системы с ожиданием (РОС-Ож).

Передатчик ожидает решения о переданном блоке, если за определенное время сигнал не поступает, передатчик повторяет ранее переданную комбинацию.

 

Системы с накоплением правильно принятых комбинаций (РОС-НК).

В этих системах кодовые комбинации объединены в блоки, состоящие из m комбинаций. В приемнике системы имеется накопитель на

m комбинаций. Если после приема блока хотя бы одна из m комбинаций не будет принята, то формируется сигнал переспроса, единый на весь блок. Повторяется снова весь блок, а в приемнике системы из блока отбираются комбинации, не принятые при первой передаче. Переспросы повторяются до тех пор, пока не будут приняты все комбинации блока.

 

Системы с адресным переспросом (РОС-АП).

Эти системы аналогичны системам с накоплением РОС-НК, но отличаются тем, что приемник передает сигнал переспроса, в котором указываются условные номера (адреса) не принятых приемником комбинаций блока. При этом, передатчик повторяет не весь блок, а лишь не принятые комбинации.

 

Структурная схема системы с ожиданием (РОС-ОЖ)

 

 

 

Рис. 36 Структурная схема системы РОС-Ож

 

На рис. 36:

ИС– источник сообщений;

КУ – кодирующее устройство;

ПрдП – передатчик прямого канала;

ПрмП – приемник прямого канала;

ДУ– декодирующее устройство;

УУ – управляющее устройство;

ЗУ1 – запоминающее устройство;

ЗУ2 – запоминающее устройство;

АСР – анализатор сигнала решения;

ПрмО – приемник обратного канала;

УОО – устройство обнаружения ошибок;

ДСР –датчик сигналов решения;

ПрдО-передатчик обратного канала;

ПС – приемник сообщения.

 

 

 

Рис. 37 Структурная схема алгоритма работы системы РОС-Ож

 

Блок данных от источника сообщений (ИС) поступает в кодирующее устройство (КУ), защищается каким-либо корректирующим кодом, запоминается в ЗУ1 и отправляется в прямой канал связи.

Передатчик на ст. А переходит в режим ожидания. Если в течение определенного времени по обратному каналу не поступает никаких сигналов или принимается сигнал не соответствующий ни одному из вариантов решения, передатчик посылает запрос на повторную передачу сигнала решения.

На ст. Б принимается очередной блок данных и расшифровывается декодирующим устройством (ДУ). Результат помещается в ЗУ2 и анализируется правильность принятого блока устройством обнаружения ошибок (УОО).

Если ошибок нет, то УОО дает команду ЗУ2 о выдаче хранимой информации получателю сообщения (ПС). Кроме того, дается команда датчику сигналов решения (ДСР) о формировании сигнала «Подтверждение» («да»).

В случае обнаружения ошибок информация в ЗУ2 стирается без выдачи ее получателю сообщения, а ДСР формирует сигнал «Запрос» («нет»).

Сигналы решения «да» или «нет» по обратному каналу связи поступают на анализатор сигнала решения (АСР) на ст. А.

Если поступил сигнал «Подтверждение», то через управляющее устройство (УУ) выдается команда на стирание информации в ЗУ1, а источник сообщений получает разрешение на ввод очередного блока.

Если получен сигнал «Запрос», то через УУ из ЗУ1 повторно посылается блок данных в прямой канал связи.

Число повторных передач в системах РОС ограничено и после отсчета определенного числа непрерывных повторений аппаратура передачи данных автоматически переходит в аварийный режим.

 

На временной диаграмме (рис. 38) показан прием без переспроса (комбинация 1) и прием после одного переспроса (комбинация 2).

 

Рис. 38 Временная диаграмма работы системы РОС-Ож

 

 

Системы с односторонней блокировкой принятых комбинаций (РОС-Бл)

 

Рис.39 Структурная схема односторонней системы с блокировкой

 

На рис. 39:

БЛ – блокиратор;

ДСК – дешифратор служебных комбинаций;

УУ1 и УУ2 – устройства управления;

ЗУ1 и ЗУ2 – запоминающие устройства;

ДУ– декодирующее устройство.

Рис.40 Временная диаграмма взаимодействия двух станций

 

Эту систему называют системой с возвращением на несколько комбинаций (N –кадров) назад.

Кодовые комбинации передаются непрерывно. В приемнике после обнаружения ошибки кодовой комбинации происходит блокировка кодов и передатчику посылается комбинация переспроса.

После приема такой комбинации передающая станция повторяет несколько комбинаций, так как приемник с момента блокировки прекращает прием информации. Если сигнал переспроса отсутствует, то информация принята верно.

В таких системах уменьшаются затраты времени на ожидание и возрастает скорость передачи информации.

При обнаружении в декодере ДУ ошибки на его выходе формируется сигнал «ошибка», который через устройства управления УУ поступает на блокиратор БЛ и накопитель приема ЗУ2. Прекращается прием кодовых комбинаций из канала. На передающую станцию посылается комбинация запроса, которая дешифрируется в ДСК и устройства управления (ст.А) переводят станцию в режим повторения информации.

Число повторяемых кодовых комбинаций (h) определяется из условия

 

и обычно равно четырем.

 

 

Системы с адресным исправлением ошибок (РОС-Ад)

 

 

 

Рис. 41 Структурная схема системы с адресным исправление ошибок

 

На рис. 41:

ЗУА – запоминающее устройство адресов;

КДА – кодер адресов;

ДА – дешифратор адресов;

ДУ –декодирующее