/
Автор: Копничев Л.Н.
Теги: электротехника электрическая связь инженерия учебное пособие передача данных издательство связь
Год: 1979
Текст
! - 6~\,~9Ч
r-
Л. Н. КОПНИЧЕВ
Л. Н. КОПНИЧЕВ
~
Допущено Министерством связи СССР
в качестве учебного пособия
074315
для техникумов связи,
специальность 0735
МОСКВА <<СВЯЗЬ>~_1979
32.88.1
К55
~'ДК 621.394(075.8)
К55
ИБNo192
Копничев Л. Н.
Передача данных: Учеб. пособие для техникумов.
М . : С,вя~ь, 1979.- 136 ,с., ,ил.
30 к.
Излагаю тся вопросы качества передачи данных, с п особы и устройства
защиты информации от ошибок. Приведены сведения о современной аппа
ратуре передачи данных - абонентских пунктах и мульт1-1плексорах ЕС
- ВМ,
вводно-выводных устр6йствах и устро1:-1ствах преобразования сигна
J ю u. Уделено внимание выпущенным MI(I(TT рекомендациям по передаче
)L O III-IЫX.
• Учебное п особие предназначается для учащихся
техникуr-.-rов связи,
11 ·1· ;ноке может быть полезно ю-iженерно - техническому пеJJСоналу п ред-
11 р 11птий связи н вычнслительных центров.
30601-011
-
-- -- 56-79
045(01) - 79
2402040000
РЕЦЕН3ЕНТЫ:
БО!(АРЕВ В. Г . , POMAI-IЦOBA Л. Д.
I(опничев Леонид Н иктополеонович
ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ
Редактор 11. М . J1лановская
Художник С. 11. Голубев
Художест в енный редактор А. И. Моисеев
Техничес]{нй редактор Л. А. Горшкова
!(орре]{тор В. С. Евдокимова
ББК 32.88.1
бФI.1
Сдано в набор 3iV 1978 г.
Подп . в печ. 16/XI 1978 г.
T-l 8li 83 Форм а т 60 Х 90/ 16 Бумага тип. No 2. Гар н итура литературная. Печат1, высокая.
8,5 усл.-п еч. л. 9,34 уч.-изд. л. Тираж 13 ООО Э]{3. Изд. No 17755 Зак. No 130 Цена 30 ]{ОП.
И здатеJiьство «Свnз ь». Мос]{ва 101000, Чиссоnрудный бульвар, д . 2
Типография издательства «Связь» Гос]{омнздата СССР
Москва 101000, ул. !(ирова, д.. _ 40
© Издательство «Связь», 1979 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая 1~1-шга я:вляется учебным пособием для учащихся
техникумов связи, специализирующихся в области телеграфной
связи и передачи данных. Пособие написано как дополнение к
изданному рапее автором совместно с В. С. Коган учебнику «Те
леграфные аппараты ·и аппаратура передач1и дан.ных» (М.:· «Связь»;
1975 г.). Особое внимание уделялось тем разделам, которые были
недостаточно полно освещены в учебнике, а также материалам
по передаче данных, появившимся после выхода учебника в свет .
Первая часть книги (гл. 1 и 2) посвящена вопросам качества
передачи данных - причинам и закономерностям появления ме
шающих воздействий в каналах связи, краевых искажений, дроб
лепий и ошибок, по·казателям надежности систем передачи да·н- -
ных, нормированию качественных характеристик этих систем. Да
лее дается обзор наиболее употребительных методов повышения
качества передачш, т. е. защиты от ошибок - матричное и цикли-
1 1еское кодирование, применение обратной связи и др. Во второй
части книги (гл. 3 и 4) описаны средства передачи данных, вхо
дящие в номенклатуру Единой серии ЭBJ\ii «Ряд»,- або·нентские
пункты, видеотерминалы, мультиплексо ·ры передачи данных, ввод
но-выводные устройства, устройства преобразования сигналов ЕС
ЭВМ. В качестве примера приводятся подробные технические ха
ра.кrгеристики, принцип действия и алгоритмы работы ра,спростра
ненного в нашей стране абонентского пункта типа ТАП-2 и его
устройств преобразования сигналов.
Наряду со своим основным назначением книга может быть
использована инженерно-техническими работниками, занимающи~
мися передачей данных.
Все замечания следует направлять по адресу: 101000, Москва,
Чистопрудный бульвар, 2, издательство «Связь».
Автор
ВВЕДЕНИЕ
Передача данных являет,ся одним из наиболее молодых видов
·электросвязи. Она возникла и начала развивать·ся немногим бо
лее двух десятилети.й назад (почти одновременно с появлением
первых ЭВМ) как средство для передачи на расстояние исходных
с ведений и программ решения отдельных задач на ЭВМ, а также
для передачи результатов расч ета. Позднее средства передачи
д;:ншы х стали применяться для связи между несколькими маши
нами , решающими общую задачу, сбора всевозможных статисти
че,ских, отчетно-финансовых сведений, заявQк и т. п . В последние
_ годы ЭВМ выполняют не только функции сбора сведений и кон
статации фактов, а активно вмешиваются в процесс управления
отде[I Ь НЫМJ:!-- предприятиями, отраслями народного хозяйства.
Большое развитие получили автоматизированные сист е мы управ
л е ния производ ст вом (АСУП) в промышленности, сельском хо
зяйстве, трансп0tрте и связи . Между объектами этих систем цир
кулирует большое количество формализованных сообщени.й, на
зываемых машинной информацией или да,н.ным ,и. Это потребова
ло создания массовых деш е вых и шщежных средств передачи
данных специалыю для использования в системах управления.
Объем машинной информации, подлежащей передаче на рас
стояние, ежегодно возрастает, что тр е бует увеличения числа и
быстродействия ЭВМ. С целью одновременного обслуживания
не с кольких поль з ователей, соединенных с ЭВМ каналами пере
дачи данных , машины работают в режиме разделения времени.
В эт ом случае средства п ередачи и приема данных устанавли
в ают непоср едственно у абонентов - источников и потребителей
м аш шн•ной инфо,рмаu:и,и. Комплекс, состоящий из средств перед а
~ и, приема и обработки данны х , получил 11азвание абон е нтского
пункта передачи д анны х ( А ППД) .
Все работы по разр а ботке и созданию средств дл я п е редач_и
м а шинной информации ведутся в рамках развития Общегосудар
ственной системы передачи данных (ОГСПД) . Этой системе при
дается огромное значение в на,роднохозяйственных планах. Так,
в частности, вопросы развития ОГСПД нашли свое отражение в
4
г·таком важном государственном документе, как «Основные нап-
:р ав л ения развития народного хозяйства СССР в 1975-1980 гг.».
П роектирование и выпуск технических средств для передачи
л а нных ведутся в тесном сотрудничестве с другими странами Со
uет а Экономической Взаимопомощи. Это позволяет координиро
,nа ть уеилия научных и пр·оизводственных коллективо,в стран
у частниц СЭВ и выпускать однотипное оборудование. Вопросы
ун ификации и стандартизации при массовом выпуске средств пе
;р едачи да,нных имеют очень большое значение. Рациональное ре
ш ение этих вопросов сводится к тщательно обоснованному выбо
ру технических характеристик и элементной базы аппаратуры
п ередачи данных, к определению того минимального набора типов
а ппаратуры, который удовлетворил бы большинство потребите
.JJе й, к со~гла:сованию па,раметров этой а.п:паратуры с параметрами
,1<а налов связи и вычислительной техники в едином комплексе пе
р едачи и обработки данных.
Параметры и технические характеристики каналов связи, по
,к оторым будет работать аппаратура передачи данных, приведены
в документах и нормах Единой автоматизи,рованной системы свя
з и (ЕАСС) страны. Нормами ЕАСС определены схемы связи, ти
,n ы каналов, уровни сигналов и помех, дальность действия связи
.и т. п. Требования же потребителей средств передачи данных и
.ха ра ктеристики устройств вычислительной техники регламенти
р у ют с я стандартами Единой серии электронных вычислительных
мз ш111-1 (со к ращенно-Ее ЭВМ «Ряд»), принятыми в СССР и
;1,ру пrх стр а 1r ах СЭВ . Таким образом, стандартизи1руются нся вы-
11 у ·к2смая а пп аратура пер•едачи данных, типы каналов, стыки с
J 1 С 1< тр .0 1-rными, выч и слительными машинами и другими устрой
с т ва ми обработки данных. Это дает значительный экономический
-ффект
и позволяет при необходимости осуществлять связь меж
ду ра з нотипными установками передачи данных.
Кроме нормативов ЕАСС и ЕС ЭВМ, при разработке и пр:оек
т ировании сред•ств передачи данных необходимо учитывать ре
!<Ом ендации Международного консультативного комитета по те
ле фонии и телеграфии (МККТТ), обобщающие большой опыт,
н а копленный С'Гранами-уча,с-гн;ицам-и этой Международной орга
н изации в области передачи, данных.
По . характеру передаваемой информации передача данных
б лизка к телеграфной связи, так как сообщения, передаваемые в
с боих случаях, являются дискретными, т . е. состоят из конечного,
,сра,внителыrо небольшого количества символов- бук,в, цифр, ма
т е м атически,х и коммерческих знаков и т. п. Поэтому теория и
т е х·ника передачи да1нных используют ряд принц,ипо•в и методов
п ередачи, применяемых в телеграфии. Кроме того, для передачи
д анных используются те же элементы тракта (каналы, телеграф
н ые аппараты, приборы автоматизации), что и для телеграфной
n ередачи . Однако передача данных является качественно новым
в и,дом связи, и поэтому ее основные технические характеристики
о тличаются следу-ющим.
5
1. Верность (безошибочность) передачи данных должна быть
значительно выше, чем при телеграфной передаче. Ха,рактеризу:
ется верность коэффициентом ошибок, числ,енно равным отноше
нию количества ошибочно принятых зна1ков к общему количеству
переданных знаков; обычно· при передаче данных коэффициент
ошибок не должен пре в ышать 10-6 (при телеграфной п е редач,е о н
мол~ ет быть равен 1Q-471 О-5 ). Это требование определяется важ
ностью передава,емых данных. Кроме того, данные, как пра в ило ,
не имеют видимого смысла и не могут быть исправлены опера
тором, как это делается иногда в телеграфии.
2. Пропуокная способ1-юсть связи при передаче данных в р яде
случаев должна быть намного больш е , чем при телеграфной п е
ред а че, поскольку требуется передать большие объемы инфор 0
мации в жестко зад а нный отрезок вр е мени . Увеличение проп уск :
ной способности дьстигается за счет значительного увеличен ия
скорости передачи сигналов данных, а такж,е за счет примен е ния
более широкополосных каналов связи. Исполь з овать инерцион
ные электр ·омеханичесrш,е передатчики, пр и емники, реле и другие
элементы телеграфного тракта в этих условиях становится невоз
можным.
3. Надежн,ость работы элементов и устройств пер едачи д ан
ных должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить беспере
' бойное функционирование системы, для которой передаются эт и
данные .
Высокая верность передачи данных дос т игается следующи м
обра з о м . Большая часть ошибок, появивш и хся в информации при
передаче по каналу, а т а кже возникших в результате де й ствия -
самой аппарат уры передачи данных, обнаруживается по каким
либо признакам. После исправления ошибок информация выво
дится потр,ебителю. Обнаружени,е и исправление ошибок произво
дятся в самой аппаратуре передачи данных с помощью специаль
ных устройств. Иногда функции обнаружения и исправ л ения оши
бок возлагают ся на ЭВМ.
Некоторая часть ошибок остается необнаруженной. Однако
рациональным выбором способа обнаружения моЖ"но долю необ
наруживаемых ошибок снизить до величины, меньшей заданной
для аппа,ратуры передачи данных нормами .
В комплекс технических средств для передачи данных входят
следующие основные функциональные узлы: вводные устро й ств а
(источн1ики информации), устройства защиты от ош:ибок (УЗО) ,
устройства преобразования сигналов (УПС), каналы связи , вы
водные устройства и устройства отображения.
Вводные устройства служат для преобразования сообщений ,
записанных отдельными символами, в кодовые комбинации пер
вичного кода, соответствующи,е этим символам по кодовой таб
лице. Ввод да'Н'ных может осуществляться автоматически ил•и опе
ратором вручную. Для ручного ввода используются электрические
пишущие машинки, специально приспособленные для передачи
6
щ1 шrых, либо передатчики телеграфных аппаратов. При авт0ма
т 11ч,ес ком вводе _ информацию, подлежащую пер-едаче, требуется
, , р дварительно на1нести на какой-либо носитель- перфоленту,
не рфок,арту или магнитную ленту. При вводе информация авто
ма тиrчески считывается с этого ,носителя и ;в виде тех же ком-би
на ций первичного кода направляется в аппаратуру передачи дан-
1-rых. Вводными устройствами при этом являются трансмиттеры.
Ус11ройства защиты от ошибок (УЗО), ,служащие для ПО!ВЫше
н ия верност,и передачи данных, имеются как в передающей, так
и в приемной частях аппаратуры передачи данных. В устройстве
з ащиты ~а передаче к·о.мбинации пер,вичного кода данных преоб
р азуются в комбинации избыточного кода, поз·воляющего обна
р уживать (реже- исправлять) ошибки. Такое перекодирование
о существляется кодером. Устройство защиты на приеме выпол
н яет две функции: проверяет принятые комбинации избыточного
к ода на безошибочность и преобразует их в комбинации первич
ного кода. Такое устройство называется декодером. Устройство,
выполняющее одновременно функции кодера и декодера, назы
вается кодеком.
Устройства преобразования сигналов (УПС) осуществляют
перенос спектра двоичных сигналов данных в область рабочих ча
с тот канала ,связи, по котор-ому ведется пе.р·едача. Преобразова
ние производится обычно путем модуляции сигналами данных
с ин усоидальной несущей на передаче и демодуляции, т. е. выде
; 1 пн я этих сигналов на приеме. Модуляция осуществляется пу
т 'м во з д е й ствия на о,1щн из параметров несущей - амплитуду, ча
,с т от у или ф2 з у. Соответственно различают амплитудную, частот-
1 1 у ю и фазовую модуляции. Следовательно, УПС передачи фак
т ически пред·ставляет собой модулятор, а УПС приема - демоду
шпор. Устройствю, выполняющее функции модулятора и демоду
.л я11ора, называется модемом. В некоторьrх УПС преобразуется
.л ишь амплитуда двоичного сиrнала данных без изменения его
,ф ормы.
Передача данных обычно осуществляется по каналам тональ
н ого телеграфирования либо каналам тональной частоты много
.к анальных систем передачи. Ре:же для этой цели используются
широкополосные, так называемые групповые ка·налы, образован
н ые путем объединения 12 или 60 каналов тоналы-юй частоты.
Канал связи соединяется с аппаратурой передачи данных с по
:мощью двух- или _ четырехпроводных соединительных линий . При
п ередаче данных на внутригородском участке в качестве каналов
- с вязи используются кабельные пары городских телефон·ных ка
,белей, уплотняемые аппаратурой передачи данных или специаль
. ной каналообразующей аппаратурой для город,ского участка.
Выводные устройства и устройства отображения служат для
-фиксации принятых данных на какой-либо носитель - бумагу,
: перфоленту, перфокарту, магнитную ленту. Устройства отображе
ния выводят принятую информацию на электронно - лучевую труб
;ку, табло или индикатор для визуального наблюдения. В каче-
7
/
стве выводных устройств используются элект,ричес·кие пишущие
машинки, приемники телеграфных аппа,ратов, перфораторы . Иног
да сочетаются два способа вывода информации, например на пер
фоленту и печать на бумагу.
Вводно-выводные устройства в аппаратуре передачи данных
могут отсутствовать, если ввод и вывод данных (обмен с ЭВМ)
производятся электрическими силналами, без промежуточной за
писи на носитель. При этом источником и потребителем инфор
мации является сама ЭВМ. Такой вариант применяется при вы
соких скоростях обработки и передачи дан1Ных либо при жестк о
ограниченном времени задержки информации в системе передачи
данных.
•
Канал связи сов'Местно с устройствами преобразования си г-.
налов называют дискретныл1, или двоичным каналом. Двоичный
канал приспособлен для передачи сигналов да1нных, но не может
повысить верность передачи. С этой целью в двоичный канал
включают устройства защиты от ошибок. Такой канал называет
ся каналом передачи данных. Объединением д1вух и более кана
л,ов передачи да1нных получают тракт передачи данных.
Кроме вышеперечисленных устройств, являющихся основны
ми, в состав аппаратуры передачи данных вх,одит ряд вспомога
тельных узлов, имеющих служебное назначение. К ним относят
ся: переговорно-вызьrвные устройства. для установления соедине
ния на коммутируемых связях и для ведения служебных перего
воров операт·оров; контрольно-измерителыные устройства для опе
ративного контроля функционирования аппаратуры и качества
передачи данных; устройства электропитания.
Все существующие в настоящее время средства передачи дан
ных условно можно разделиrгь на две большие группы: абонент
ские пункты и мультиплексоры. Абонентские пункты передачи
даН1ных - это устройства, ,с помощью которых абоненты получают
возможность обмениваться информацией с ЭВМ, находящейся н а
расстоянии. В состав абонентского пункта обычно входят У.ЗО,
УПС, вводно-выводные и вспомогательные устройства. Большая
чаrть абонентских пунктов рассчитана на передачу данных со
скоростями 200, 600 и 1200 Бод, од1нако есть и исключения.
Мультиплексоры передаrчи, данных (МПД) пред,ставляют со
бой устройства сопряжения между ЭВМ и каналами передачи
данных . Как правило, к мультшплеК1сору по1дключается несколько
каналов от различных пользователей, имеющих возможность од
новременного доступа к машине. Иногда МПД используются так
же для межмашинного обмена данными, т. е. для связи и взаи
модействия д•вух ЭВМ. Поскольку МПД передают большие объе
мы и,нформации, скорость их работы должна быть достаточно вы
сокой. Кроме того, ввод и вывод передаваемой . информации про
изводятся электрическим путем без записи на бумажный носи
тель. В отличие от абонентских пунктов, мультиплексоры рабо
тают обычно по постоянно зак·репленным (,некоммутируемым )
канала1М фиксированных направлений связи.
8
Глава 1
КАЧЕСТВО
ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
§ 1.1. ВИДЫ МЕШАЮЩИХ ВОЗДЕИСТВИЙ В RАНАЛАХ
ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Наиболее п·олно качество передачи данных можно оценить с
п ом·ощью верности передачи. Этот показатель определяет степень
соответствия принятого сообщения переданному. Количественно
в ерность передачи выражается величиной коэффициента ошибок,
п редставляющего собой отношение
Кош= noшfnпep•
где паш - количес11в,о непранильяо пр'инятых единичных элеме,н11ов
нл1 и з накО'в за сеан1с измерений; nпср - общее .количество передан-
11 ы х ед ~нн~чных элементов 'IМИ з1наков за тот же сеа1нс измере1ний.
Коэ ффициент ошибок Каш удобен для оценки и нормирования
1<а 1 1 ес тва пер·едачи с точки зрения потребителей средств передачи
да нных, т. е. абонентов. Однако он не дает пред,ставления о при
ч инах, вызывающих ошибки, об удельном ве,се каждой из этих
лр,ичин. С помощью коэффициента ошибок нельзя оценивать ра
б оту отдельных зrвенье,в трактов передачи данных, в ча·стности ра
боту канала связи, по которому в·едетС'я передача. Известно, что
~<а нал сам является причи1ной большинства ошибок. Поэто~му для
о пределения причин, вызывающих ошибки при, передаче данных
п о каналу, пользуются показателями, называемыми первичными
х арактеристиками ка1Нала.
Наиболее _существенными мешающими воздействиями, вьюы
п ающими ошибки при передаче двоичных сигналов по каналу,
я вляются следующие: гармоническая помеха; флуктуационная по
меха; импульсная помеха; колебания уровня приема на выходе
к анала и !{lрат:Ковременные перерывы связи.
Гармоническая помеха п,редставляет собой мешающее синусо
и дальное напряжение, частота которого лежит в полосе пропус
к ания канала. Причинами появления гармонической помехи мо
г ут быть взаимные влияния между ка,налам,и многока1нальной
с истемы, проникновение в канал остатков несущих и контроль
н ых частот, работа радио-станций (на воздушных линиях связи).
Г армоническая помеха характеризуется частотой fг.п и уровнем
Рг.и- •Если ча1стота га,рмонической помехи бл,изка к частоте полез-
9
ноrо сигнала (fг.rr~ f с) при передаче данных H<t несущей частоте,
то в резулиате биений днух колебаний с разностной частотой
(fс-fг.п) могут возникнуть краевые искажения в принятых и де
м.одулироnанных двоичных сигна.1ах. При передаче 110 каналам
тоналhной 11астоты (ТЧ) и.1и по физическим соединительным ли
ниям (ФСЛ) городских s1е.'!ефонных сетей nлияпис гармонической
помехи обычно незначительно, ес.1н канал удовлетворяет нормам.
Флуктуационная по,иеха имеет сплошной спектр, занимающий.
всю поJ1осу пропускания канала, и случайно изменяющуюся во
времени амплитуду. Источником этого nида помехи яnляются
внутрс1Ннис, так назЬ11ваемые теп.1авые шумы элементов канала -
трапзисторав, лам:~п, резисторов и т. п. Фл;уктуационная помесХа
может возникать также в результате сложения большого количе
ства гармонических составляющих. Поскольку аl\шдитуда флук
туап:ионной помехи яв.1яен:я случайной величиной, описатh интеr1-
сивность помехи можно лишь приближенно. Иногда n качестnе
характеристики используют вероятность прсвьгшсния амшштуды
помехи некоторой фикси,рованной величины, называемой эффек
тивным значением Рф.п.эфф-
Как и гармоническая помеха, флуктуационная 11омеха мало
влияет па качество передачи данных. Можно показать, что флук•
туацнонная помеха приведет к появлению больших искажений
лишь при усл1овии, что отношение амплитуды помех~~ к амплиту
де полезного сигнала близ,ко к единице. 1:3 каналах, испnт,зуемых
для нередачи да:нных, это отношение обычно составляет 0,1-0,0!.
Импул1Jсная п.о;иеха предста,вляет собой сравнительно корот
кий и мощный в,сплеск мешающего напряжения в кннале. Нару
шение передачи информации может возникать пе ТОJ1ько во вре
мя действия помехи, во и спустя некоторое время IIOCJ1e его окон
чания (так называемое последействие юшульсной помехи). Ам
плитуда такой помехи соизмерима с амплитудой нолез,ного сиг
нала, или превосходит последнюю (Ии.п~Ис). Время действия
им11гу.1hеной помехи мало. Грубо приближенно можно считать,
что t,.. ll сонзмери:мо с длительностью единичного элемента сигна
ла данных t0 или меньше его. Из этого, однако, пс следует, что
имнульс пом:ехн, возникнув в канале, поражает лип1ь однн эле
мент. I Io nкончаннн помехи появляется «отклик» капала--"- его
реактивные элем,енты, п:режде всего филhтры, некоторое нрем~
продолжают .Резонировать на, частоте, близкой к средней частоте
полосы пропускания канала. Эти посторонние колсбан:ня, посте
пенно затухая, складываются с напряжением сигнала как обыч
ная гарыоническяя помеха болышой юшлитуды и вызыnают боль
шие искажения принимаемых в это вр·емя элемвнтов.
Источники импулhсных помех многочисленны и разнообразны.
Короткая помеха ·значительной амплитуды возникает в кана.1ах
ТЧ при перегрузках линейных усилителей, за счет плохих контак
тов электрических цt>пей, переключений аппаратуры и других ра•
бот, проводимых обслуживающим персоналом линейных н стан
ционных сооружений. Часто и~шу.1ьеная помеха nозникает под
JO
вл;ияние:м действия грозовых разрядов, контактных цепей электри
фицирова,нных железных дорог, линий электропередач. Характер
ным для имnульсных помех являете.я то, что они поя1Вляют,ся в
случайные моменты времени, которые нельзя предугадать зара
нее. Интервал :между смежными помехами Tи.rt намного превы
шает длительность действия помехи (Ти.п~lи.п). Таким образом,
отклик канала на импульсную помеху обычно успевает закvн
читься к моменту появления следующего импульса. Кроме того,
импульсные помехи могут возникать одновремеН!Но во всех кана
лах многоканальной системы. Это свидетелы:твует о том, что при
чина помехи находится в групповой части аппаратуры уплотне
ния или в линии.
Из сказанного следует, что вероятность появления ошибок в
передаваемых данных от действия импульсной помехи велика;
импульсная помеха является одним из главных факторов, ,вJDияю
щих на качество передачи. Так, считается, что импульсная поме
ха является причиной Д;О 20% в,сех ошибок при передаче данных
по каналам ТЧ кабельных и воздушн;ых систем высокочастотноr-о
телефонирования.
Количественными характеристиками импульсной помехи явля
ются ее амплитуда Ии.п, длительность fи.п и средняя длина интер
вала между смежными помехами Ти.п- Последнюю часто выра
жают как количество импульсных помех N,..п за единицу времени,
например за час. Тогда этот показатель называют ин.тен.сивн.о
стью импульсной по,иехи. Систему характеристик помехи можно
упростить, ,есл,и учесть, ч110 практ,иrче~аки любая импульсная помеха
вызывает . одинаковый, стандартный отклик канала и примерно
одщнаковое количество ошибок в передаваемой информации. Тог
да степень действия импульоной помехи на качество передачи
:можно характеризовать одним показателем - количеством помех
(откликов) в единицу времени, т. е. интенсивностью Nи.п-
Разделение помех на три вида - гармоническую, флуктуацион-·
ную и импульсную - является до некоторой степени условным. •
В реальных каналах помехи всех видов, действуют обычно оДtНо
временно, складываясь в общую помеху. Для оценки и нормиро
вания общей помехи пользуются · псофометрическими методами
измерения, широко применяемыми в телефонии. Однако пр'И опре
делении ожидаем,оrо качества передачи двоичных сигналов дан
ных эти методы могут давать значительную по,грешность.
Колебания уровня приема на выходе канала связи, т. е. на
входе приемника аппратуры передачи данных, возникают обыч
но вследств·ие нестабильности остаточного затухания канала.
Различают плавные колеба•ния уровня приема, происходящие
сравнительно медленно, и быстрые, скачкообразные колебания.
Плавные колеба,ния уровня не оказывают заметного влияния на
качество передачи данных, так как компенсu,руются устройства
ми автомат,ической регулировки уровня (АРУ), входящими в со
став приемников аппаратуры передачи данных. Скачкообразные
коJ1ебания уровня выэывают ошибки, подобные ошибкам от воз-
11:
действия импульсной помехи, так как каждый скачок приводит
к колебательному отклику канала. Устройства АРУ нс могут
ком·пенсировать мгновенные изменения уровня в силу своей инер
ционности.
к,оличество и пределы изменений уровня как плавных, так и:
скачкюобразных зави,сят от длины магистрали и числа переприем
ных участков канала ТЧ. Так, ве.'lичина изменения уровня прие
ма, рассчитанная для одного nерепри,емного участка дл;иноЙ'
2500 км, увеличивается в -Vп при соединении п участков. Плав
ные изменения уров.ня могут происходить как в сторону его ио-"
вышения, так и в сторону понижения. При скачках уровень сиг
нала обычно уменьшается. Величина помехи в этом случае оста
ется неизменной, что допол-нитель'Но ухудшает условия приема.
Кратковре.11tенные перерывы связи являются частным сдучаем.
колебаний уровня приема. Этот вид мешающих воздействий, как
и импульсная помеха, вызывает наибольшее количество оши
бок - в отдельных каналах ТЧ до 80-90% от обще1·0 количества.
Кратковременным перерывом связи называется скачкообразное
уменьшение уровня прИ'Нимаемого сигнала ниже заданного зна
чения, т. е. некоторого порога ЛРпср- Величина порога выбирается
н-сходя из того, какие занижен,ия уровня может компенсировать,.
система АРУ приемника данных. Таким образом, во время дей
ствия ~ратковременноrо пере,рЬl'ва уровень принимаемого сигна
ла Лрпер настолько мал, что приемник не может уверенно опреде
лить значащую позицию принимаемых элементов. В предельном
случае с.игнал на входе приемника вообще отсутствует. Поэтому
перерыв сопровождается сп.'1,ошными ошибками в принимаемых
в это время данных.
Вторым параметром, характеризующим перерывы связи, яв
ляется длительность Тпер, Это случайная величина, которая мо
жет быть описана статистичееки, например, числом перерывов,
различных градаций дл1ительности. При расчетах и измере'Ниях:
вер,ности учитывают только кратковременные перерывы, у кото
рых Тпер<:300 мс. Более длительные перерывы относят к отказам
канала связи, о чем будет сказано ниже.
Интенсивность перерывов, как и импу,1ьсных помех, может
быть выражена числом перерывов Nncp, наблюдавшихся в сред
нем в течение часа. Как правило, эта величина резко увеличива
етея в дневные часы суток, что свидетельствует о том, что боль
шинство пе,рерывов вызывается дей•ствиями (зачастую неправиль
ными) обслуживающего персонала. Другая причина перерывов -
наличие в тракте связи неплотных элекгрических контактов, .рло
хих паек и пр.
На основании вышесказанного можно сделать с.11едующие вы-
воды:
•
l) все мешающие воздействия являются случайными и прояв
ляются в канале одновременно, каждое в большей или меньшей
степени;
12
2) наибольшее количество ошибок пpiI нер.-,дачс данных вц
. зывают
,имлульсные помехи и кратковременные перерывы. Осталь
ные воздействия практически не вызывают ошибок, а лишь ухуд
шают условия приема И снособстоуют появ.1ению ОШЕ<бок;
З) учет мешающих воздействий и оценка нх влн,шня на каче
ство передачи осуществляются с помощью количественных пока
зате.rн:>11 (уровень помех, величина изменения i'iм11л1пуды сигна
ла, длительность и интенсивность пшлех и перерывов и др.}, ха
рактери::1ующпх мешающие воздействия по амплитуде и по вре
мени.
§ 1.2. КРАЕВЫЕ ИСRАЖЕНИЯ И ДРОБЛЕНИЯ ДВОИЧПЫХ
СИГНАЛОВ
Всевпзм,()жные помехи, ко.1ебання уровнн п персрывт,т, вnзнтт
кающие в канале, вызывают искажен,ия амшшт:'дЫ и фор11ы пе
редаваемых по этому каналу двопчных сигналов данных. В нри
емннке данных или :моде:-.-1с после усилен};,~ н демодуля~щи ампли
туда и форма сигнала восста!rавливаются. Од,нако при :сном п~
кажметсн длителы-юсть единичных э.1емснтов сиг1наш1 но сра,ше
пию с помипалыrым ::тачеттем to. Таким образо:vr, все мешающие
а)
1
[П
t5}
tJ
Рис. 1.1 . Определение краевых искажений и лроб
лепнй едиш1 11ных элементов:
а) переданных; 6) принятых
воздей-ствия капала связп в конечном итоге приводят к искаже
нию ялите,11,ности принятых элементов. Это нсх;;женне может
быть настолько бoлuIIШ:-.-i, что п,равильпая регистр::шия элемента
становlП(·н пево::!можной, т. е. возникает ошибка. РазJ1~РJают дн,1
вида искажений длительности принятых эле:v1сптов двоич'!IОГО сиг
нала: хrн1еные иск:нкения и дробления.
Краевые искажения представляют соuой смещение краев (так
назыnасмых з1начащих мО·'.!ентов) элементов птносител~,но т~х. ищ~-
а.11ьного полол;еюш. В uсзультате такого смещения дшпе:~ьносп"
элемепта сттюnитсн pa~нofr t()± Лt.
/
На ри-с. 1. 1 показано нескол,ко единичных элементов, приня
тых (диаграмма на рис. 1.1 6) с искажениями длительности раз
л,ичной велнчины и знака относительно переданных (диаграмма
на рис. 1.1 а). К.ак с.1н•дует из рисунка, смещение зпачашпх мо
ментов мпжст нроисходнть как в сторону опере)т,~ння, т:1х и в
сторону запаздывания относитеJ1ыю идеаJiь,ных моментов. Поэто-
му следует учитывать не то.'Iько величину, но и зн2к смещения:
13
отрицатслышй, ссл1и край эл,смснта сместился в сторону опере
жения, и положител1:1ный-в сторону отставания.
Величина смещения значащих моментов, выраженная в про
центах от длительности fo, называется индивидуальным искаже•
нием. Для рис. 1.1 ИНД;ИВIИдуальные и,скажения равны: б1"":'
=~100%; б2=-lLtOO% и т. д. В целом искажения длинной ко-
fо
to
довой последователыности можно ()характер1изова.ть степенью син-
хронного искажения:
,:
_
iмакс - lмин }00 %
Uсинхр-
fo
•
где fмин и t,,,m,c - соответственно минимальная и максимальная
велиЧ1ш1ь1 ипдиnидуальных искажений, наблюдавшиеся в этой по
следСJ1вате.rrьности. При расчете бсинхр следует учитывать знак ве
л,ичин iмин И tма«с•
По характеру краевые искажения можно разделить на три
вида.
1. Преоблада1ния, или регулярные ·иакажения, для котор:ых ве
личина и зна,к смещений остаю'Ilся постоянными в течение дди
тсльного времени. Так, преобладанием является постояшюе уве
личен·ие ;uнпе.rrьности положительных элементов кодовой после
довательности за счет укорочения отрицатеJ1ьных элементов. При
чиной во~никнонен1ия преобладаний могут быть нарушение реrу
ЛИ!ровыи кана.1а и приемника, отклонение напряжения источни
ков питании от номинальной величины, сдв·иг частот в канале
СВЯЗИ И Т. П.
2. Характер:истические искажения, величина и знак которых
меняются в зависимости от характера передаваемой комбинации.
Эти искажения возникают даже при отсутствии мешающих воз
действий, если скорость модуляции, выраженная в бодах, чдс
леяно близка к шир,ине полосы частот канала в герцах. Велич,~~-
на характеристических искажений рам1а нулю при передаче ко
довой паследовательности вида 1: 1 и максимальна при передаче
комбинаций кила 1:5, l:6, 6:1, 5:1. Если по каналу передаются
реальные данные, т. е. случайно чередующиеся комбинации раз
личного вида, то величина характеристических искажений будет
меняться 1ю времени, от нуля до некоторой макоимальной вели
чины бхар.маис, которая . и принимается за меру искажений этого
вида.
3. Случайные искажения, вызываемые мешающими воздейст
виями в канале связи. такими, как помехи, колебания уровня,
кратковременные перерывы (точнее - откл,ик канала на их появ
_ление). Так как мешающие воздействия по своей природе слу
·чайны, то и нызываемые ими искажения могут иметь хаотически
меняющуюся во времени величину и любой знак. Охарактеризо
вать случайные искажения од,нuй какой-либо цифрой нельзя, так
как их вели•шна непрерывно меняется и может дост,игать боль
ri:шх значений. Поэт-ому при измерениях и нормировании случай-
14
ных искажеН1ий пользуются вероятностной оценкой их величины:
называют велиЧJину краевых искажений, а кроме этого - вероят- il':
ность превышения этой всличIFНы. Так, если действующие в ка-_-•
нале юраевые искажения составляют 15% при вероятности пре- •
вышения 0,001, то это значит, что из 1000 значащих моментов
лишь 0Д1Ин будет иметь искажения, большие 15%, а остальные -
15% и менее.
В реальных каналах передачи данных краевые искажения
всех видов обычно поя1вляются одJновременно, но каждый с опре
деленной интенсивностью. Пр.и этом такие искажения (преоблада
ния ,бnр, хара,ктер•ист.ические llxap и ,случайные искажения llcJr)
складываются и образуют так называемые общие искажения:
llобщ ~ llпp + бхар + llcJr•
Общие искажения состоят из д'Вух компонент: случайной, скла
дывающейся из llxap 1и llc11, 11 реrуляр'НОЙ, численно равной Опр.
При передаче данных по к,оммутирусмым каналам несколько.
каналов могут соединяться последовательно. Для такого состав
ного канала качество передачи- будет определяться сум,марной ве
л1ичиной искажений между передатчиком и приемником данных.
По.скольку ис-кажения в каждом из СQедине~нных в одну цепь ка
налов случайны и не зависят д~руг от друга, определить суммар
ные искажения простым сложением искажений отдельных участ
ков не удается. Можно сч~итать, что суммарная степень синхрон
ных искажений в составном канале, состоящем ·из k участков,.
нах•одится в пределах
k
"1fk
I 15синхр i > бсинхр.сумм> v ~ б~инхр ! ,
i=I
_
l=l
т. е. значение бсивхр.сумм находится между арифметической и rео
мет,рической суммами степеней синхронных искажений всех k
участко;в. Если величины преобладаний, характеристических и
случайных искажений известны для каждого из k участков, то
максимально возможную величину степени синхронiНоrо искаже
ния в составном канале можно подсчитать по следующей фор
муле:
Дробления, как и краевые искажения, вызывают изменение
значащей позицяи части принятого элемента, но только не на
краю, а в сред,ней части элемента, т. е. в любом месте между ~го
краями. Причиной возникновения д'Робления являются наиболее
интенсивные мешающие В'Оздействия -,импульсные помехи и
краткоВ!рсмсm1ыс перерывы. Поя-влсние дроблений носит случай
ный характер, поско·льку случайны причины, их вызывающие.
15
На рис. 1.16 nоказа,ны т,ретий токовый и четвертый бестоко
ВЪIЙ элементы принятой последовательности, пораженные дроб
.1ением. Как видно из р1исунка, дробление имеет ::~,на1К, определяю
щий напраRление изменения значащей позиЦ!Ии. Если, 'Например,
принять знак дробления с длительностью tдр1 положительным, то
анаки дробления iдр2 и fдрз будут лтрицателыными. Как это сле
дует из ощн!лсления др,облсния, длительность щюбления являет
ся случайной величиной, изменяющейся в пределах 0<fдp<t0 .
J
Для большинства кан,июв передачи
данных характерны дробления с
д.1ительностью око.10 0,5to. Более
длинные и более короткие дробле
ния встречаются реже. Зависимость
8 частоты лроблений от их длительно-
t сти показана на рис. 1.2 . По осн op-
0~--------'-----t1.-..э~ltP динат отложено отношение количе-
•il ства лроблений заданной длитель-
Рис. 1.2. Зависимость частоты ности к общему количеству дробле-
д-роблепий от длительности
пий flобщ- Jt'меньшение количества
коротких дроблений (участок а -
б) объясняется тем, что в каналах, полоса частот которых ограни
чена, короткие номехи 'И перерывы «маскируются» и.нерционностью
самого канала, т. е. сглаживаются за счет ограничения полосы ра
бо'!ИХ частот. Причиной спада криnой на уча,сткс б в яв.ТJяется то
обстоятельство, 11то мешающие во:щействия большой длите.1ьпости
возникают ср;.шнителыю редко.
При расчете ко;rичества ошибок, вызываемых дроблениямн,
нужно знать закон распределения нача.1ьных моментов дробле
нии на интервале ллительности элемента t0, т. е. опрслелить, ка
кай часть др,облtнпй .приходится на тот или иной у•1асток единич
ного элемента. Поскольку моменты начал и концов элементов и
моменты поянления помех и нерерынов при пе·рtда•1е данных яв
ляются независимыми событиями, считают, что начальные мо
менты: ДJроблений распределены па интервале to рявномсрно, т. е.
дробление может начаться с равной вероятностью в любой точке
единичного э"те:чонта.
Другой статистической харнктеристикой дроблений является
интеж:rив,ность
а;=--:: noбщl(V тизм) = flобщ tо/Т,.ам,
rде nобщ - общее количество дроблсний за сеанс наблюдений
длительностью Т,ым; У-скорость переда 11И данных, Бод. Физи
чески величина ti представляет собой вероятность тог,о, что дю
бой, произволыно ныбраш1ый элемент из принятой кодоной после
довате.11,,ности будет пора1жеп дроблением. Общее количество
дроблении в единицу времени, няпример в час, может меняться
n широких прtделах и различно для ,разных каналов. Уста1новле
но, что большая часть дроблений (как и мешающих воздействий,
их rJызь~в~юд.u:L~)..- л.риюяится на днtвные часы суток. Лроблення
16 ··• -~ ~ ::•;:,;,at;~or.· -
;....;. :,1· ,·.
~_j. ..s:-
--::
.::."! •• : ~
.
:__~.,.-;___j
-~~;~",:~-~~
.:- ~,
:_._, __с_•
-
r:; •••
:':
имеют тенденци,ю ,к rруппи·рованию- зпач,ительная их часть воз-
i · ника,ет группами на протяжении сравнител:ыно кopanrnx отрезков
t • вр-емени, хотя не и-склюrчается и пояВJiение одиночных дроблений.
i Группы дJроблений, имеl()щие обычно одну пр,ичину (например,
всплеск им·пульсных помех), называют nа,кета'Ми или пачками
дроблении.
Такю.1 образом, ·краевые искажения и дробления по о-гнопiе
нию к мешающим воздействиям, их вызывающим, являются со
бы11иями вторичными, т. е. пред'Ставляют собой результат мешаю
щих воздействий. Поэтому параметры искажений и дроблении -
величина индивидуальных искажений lJi, степень синхронных ис
кажений бсинхр, интенсивность а и дл,ительность tдр дроблений -
называют втори·чными ха.рактеристиками канала. К.ак и первич
ные характеристи&и, они имеют случайный характер, т. е. могут
принимать любое значение в некоторых пределах, определяемых
качеством приема.
§ 1.3. ОШИБКИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ
К.раевые искажения .и дробления, -вызва.нные мешающим,и воз
действиюш в канале, в свою очередь, являются пр1ичи:нами появ
ления ошибок в принимаемой trнфQрмации. Ошибкой называется
невер,ное определение Э'Начащей позиции прИ1нятого единичного эле
мента кодовой ппследовательиости в пр-иемиике данных. Ошибку,
)
t
'•
t
to
'
э,
U} :!...-Ее--___::!!_О__; ,-! ,:EE--.:C:.
8 -~ Jl'~:EE-------"----!Э,,~\,
:,
1
гnо1 \1,.
э,
, f)-E
"" ""
;,,
t
Рис. 1.3 . Условия появления ошиб1ш д.11я прием
ника с регистрацией э.11ементов средней части:
а) переданные еди;ничные эле~енты; . б) при
нятые единичные элементы; в) моменты регист-
рации
соо11вете:r~вующую э11ому определению, называют ошибкой по Э,;lе
ментам; вероятность ее появления в приня;той последовательности
обозначают Рош.
Краевые искажения .и дробд,ения приводят к появлению ошиб
ки лишь при опредеJ1енных, зара1пее известных услов~иях. Для
двоичного приемника, регистрирующего принятые элементы в их
•средней части, такие условия поя-сняются рис. 1.3, где показаны
переданные неискаженные э.:1ементы кодовой последовательно
сти - токовый, бест-оковый, токовый (рис. l .За), эти же элементы.
пр1инятые с иска,жепиями краев и дро
.
-
и мо-
Уфн.осс•I ~••м■оа 11
-S ~/ifл~"~\ы.н А
менты регистрации всех трех элементов в виде коротких импуль
сов, nоя:вл·яющихся в мо<мент приема средины неискаженного
элемента t0 (р,ис. 1.Зв). Если принять за точ1Ку отсчета начало
neprвoro ,неискаже,шrоrо элемента (точка О), то ошибочная ,реги
страция этого элем,ента будет иметь место п,р,и nыполнении одно
го ·из двух условий: б 1 >0,5t0 или t0-: -t'>2<0,5t0• В обоих случаях
вместо токового элемента будет зарегис'I'рирован бестоковый эле
мвнт. Для второго, бестоковоrо элемента условием ошибки будет
t'>2> 1,5/0 ил,и 2to-t'>з < l ,5t0• Следует nамrнить, что смещение зна
чащего момента в сторону опережения (влево по оси времени)
имеет отрицательный 3Нак, а в сторону отставания -положитель
ный. Сгруппировав подобные члены в полученных неравенствах.
можно записать в общем виде vсловие появления ошибки от лю
бого инди,видуалыного искажения t'>i:
: бi 1>0,5to,
т. е. краевое искаже1Fие вызо.вет ошибку при регистрации элемен
та, если его •абсототная велИ'Ч'н.на ,превыоит значение 0,5to. Вероят
ность такого события численно равна
Рош = Р(\ t'>i \ > 0,бtо),
Трет,ий элемент на рис. 1.3 поражен двумя дроблениями дли
тельностью tдр 1 и /др2 . Первое из ·них ше окажет влияния на ре
гист,рацию элемента, второе же приведет х .ошибке, так как в мо
мент регистрации пр.ин·имается бестоковая з.начащая позиция, ко
торая и будет зарегнстр.ирована в приемнике. Следовательно,
ошибка от дробления появится при совпадени1и дробления с мо-
ментом регист.рации по времен,и.
,
В общем потоке аmиrбок, возникающих в канале, часть оши
бок ,имеет своей причиной дробления, а часть - краевые искаже
ния. Число последних в большинстве ·каналов обычно невелико.
так как искажения, превышающие 50%, встречаются ред.ко. По
да~вляющее большиrнство ошибок вызваны дроолениями, т. е. в
конечном итог{i юмпуль•сными помехами, скачками у,ровН'я прие
ма и кратковременными перерывами связи.
Кроме ошибки по элементам, пользуются также понят,ием
ошиб!Ки по комбинациям (блокам да.иных). Оши,бочной ком1б:ина
цией считается п-элементная кодовая комбинация, в которой l
элементов приняты с ошибками. Число ошибочных элементов
l может ,иметь любое значение в •интервале 1:;;;;;_l:;;;;;_n . В зависимо
сти от величины l различают одиночную, двойную, тройную и т. д.
ошибки. Все сказанное относится и к ошибочному блоку, приня
тому с ошибками, с той лишь разницей, что блок да,нных ~вклю
чает в себя несколько кодовых комбинаций и общее кмичество
элементов п в блоке достаточно велико. Ошибки в, элементах ко
довой К:Омбинации могут быть разделены безошибочными элем•ен
тами или располагать·ся слитно, д,руг за другом. ТаК'ИМ образом,
ошибка по комбинациям - это наличие в комбинации какого•ЛИ
бо количества ошибок по элементам независимо от их iраСположе
ния в комбинации. Предельные случаи-одиночная ошибка
18
(l= 1) и· n-кра11ная ошибка. Вероятность ошибки по комбинациям:
обозна"Iается Рот•
Кроме 1юличества ошибок l, имеет значение и их характер.
В примере на рис. 1.3 токовый элемент мог быть оmибо111но зареги
стрирован как бестоковьrй, а бе;с-rоковый - 'КМ<: токовый. Зна
чит, возможны два вида ошибок. Обозначив элементы кодовой
последовательности в завнс-имости от их значащей позиции двоич
ным.и числами l и О, характер ошибки моЖJНо запи-сать следую
щим образом: 1-+О (переход едНIН'ицы в ноль) и 0-1 (переход
ноля в единицу). В дальнейшем будет показано, что 1наибо.~1ее не
благоприятной является так называемая двойная компенсировап
ная ошибка. или ошибка типа смещения. Д1войной ком~пенсирован
ной ошибкой является одновременный переход едияицы в ноль и
другого ~ноля - в единицу, происходящий в пределах одной ком
бинации. Обозначаются такие ошибки следующим образом:
1-+0
0-1
Перечисленные ,разновидности ошибок и их характер можно
иллюстрировать следующим примером:
передано1О11О ОО1О1 1О1О1 ОО1ОО
принято1ОО1О О1ОО1 11О11 1О111
ошибки ОО1ОО О11ОО О111О 1ОО11
Переданная кодовая последовательность (блок) состоит из
четырех пятиэлемептных к;омбинаций с общим числом э.'lементов
в блоке, равным n=20. Ниже распшюжена пришятая с ошибками
последовательность (ошибки в элементах подчеркнуты). Общее
чис"10 1ошибок в блоке равно lобщ = 9. В 000Т1Ветствии с принятой
кла'Ссифи•кацией ошибок можно сказать, чrо в пер,вой к()(Мбипаrщи
имела место одиночная ошибка вида 1-+О в третьем элементе; во
второй комбинации - двойная компенси,рованная ошибка во вто
ром и третьем э.11ементах; в третьей комбинации - тройная ошиб
ка, поражены элементы второй, третий и четвертый; в четвертой
комбинаци,и ~ тройная ошибка в первом, четвертом и пятом эле
ментах. Третья строка примера представляет· собой матема!Тичес
кую запись так называемого потока ошибок, где несовпаде~~ше
переданного и п:ринятого элементов обозначается как 1. Такая
форма записи позволяет ,не то.11ько подсrштать общее количество
ошибок, но и указать место каждой ошибки. Запись п-отока оши
бок получают, складывая поэлементно переданную •и пр•инятую
последовательности. Следует помнит-ь, что .двои~чш:ые числа скла
дьrмются по Сд•едующему правилу: О GЭ О= О, О GЭ 1= 1, 1 GЭ 0= 1,
1Е1Э 1 =О. Имея запись потока ошибок, -можно подсчитать вероятно
сти ошибок Рот и Рот. Так, в нашем примере величи,на Рот=
=9/20=0,45. Вероятность ошибки по комбинациям Рот эдесь рав
на 1, так как все четыре принятые комбинации им·еют ошибки.
Часть ошибок может быть обнаружена в приемной аппаратуре
данных~ ТаR1ие ошибки не влияют на качество передачи данных,
19
так как после обнаружения ошибка может быть исправлена лю
бым из известных способов. Количество обнаруженных ошибок
характеризуется вероятностью Робн- Необнаруженные ошибк.и по
являются с вероятностью Рнеобн• Сумма этих вероятностей Робв+
+Рнеобн= 1. В дальнейшем понят,ия обнаруженной ,и необнаружен
ной ошибок будут широко испо.r~ьзоваться для характеристики
качества передачи данных в системах с защитой от ошибок.
Особенностью большинства каналов передачи данных являет
ся то, что ошибки в •Н-И'Х группируются в пакеты. •Группа ошибок,
между которыми имеется не более е пра,вильно принятых элемен
тов (или кодовых комбинаций), называется пакето1,t. Вел,ичина е
называется критерием пакетирования. Верн')11вшнсь к записи пото
ка ошибок в последнем примере, можно заметить, что смежные
ошибки разделены одним, двумя или тремя правильно принятыми
элементами-. Есл,и задаться критерием пакетирования е=2, то по
лучается, что в состав потока ошибок входят: одиночная ошибка
в первой комбинацИFJ:, пакет из двух ошибок во второй комбина
ции и пакет длиной девять элементов (среди которых _есть и без
ошибочные) в третьей и че11верrой ,ком-бюнациях. Можно убедить
ся, t1то с изменением величины е меняются число и характер па
кетов в той же кОlдовой последовательности. НесмО1Гря на это,
физическая сущность пакет•ирования сохра1Няется, ошибки груп-
, пируются в пакеты независимо от того, какой критерий пакетиро
вания выбран для описания потока ошибок.
Причин-ой пакетирования ошибок является то, что вызываю
щие •их мешающие воздейст-вия также группируются во времени.
Выше говорилось, что дробления часто воан-икают группами на
nротяжен<0~и коротюих отрезков времени. Между этими группами
дробJ1е:ний или мало, или вообще н~т. Крае-вые и-скаженИ'я значи
тельной величины (другая причИ1На ошибок) также появляются
сгруntПи-рованными во времени. Следовательно, можно считать что
в каналах передачи данных нет какого-то стабилъ:ного, мало из
меняющегося в,о времени показателя качества передачи. Большую
часть времен-и ка'Нал наход:ится в хорошем состоя-нии, когда срав
нительно редко поя•вляются оди,ночные ошибки. Для упрощения
последующих рассуждений можно считать, что в это-т период ве
роятность ошибки Рош или Рош равна нулю. Затем, в произволь
ный момент времени канал становит,ся «плохим», появляются ин
тенсивные пакеты ошибок, внутри которых вероя.тность ошибки
увеличивается до 0,5-1,0. Именно такая ситуация была показана
в предыдущем n·р.имере, где Рош = 0,45. Пр·ибЛ'ИЖенно ·считают, что
в этот пери-од кана.л вообще неработоспособен и Рош= 1.
Для каждого произвольно взятого элемента ил.и кодовой ком
бинации можно определ,ить следующие показатели:
Рх -1 - вероятность того, что канал, ранее бывший в хорошем
. состоянии,
остался в этом состоянии во время п,р•иема элемента
или комбинации;
Рх-п - вероятность того, что хорошее состояние канала изме
нилось ,на плохое;
20
Pn-rr - вероятность сохранения плохого состояния кaIIaшr;
Рп- х - веронтность перехода из плохого состояния в хорошее·.
Все эти показател,и находят эксперименталыю, -измерня ошиб-
ки в наиболее характерных каналах исследуемого типа. Получен
ные таким образ(}М показатели можно распространить па вес ка
налы, а·налоrwчные v.змеренным по типу аппаратуры, протяжен
ности и т. п. Система из нескольк,их показате.'Jей, описывающих
возможные состояния капа:та и динамику изменения качества, на
зывается мате,~tатической моrJелью потока ошибок. _Так, четыре рас- •
см•отренные ,веронтности переходов плюс д:ва значепия вероятно
сти ошибки (О и l) предст::шляют еобой модель, нредложенну1(}
Гильбертом. Для каналов с паке11ирован:Ными ошибками модель.
ГtIЛьберта должна содержать значения Рх-х и Рп-п, близкие к
единице, и значения Рх-п и Рп-х, близкие к нулю.
Кроме описанной модели, существует 1ряд других моделей, бо
лее или менее точно отражающих процесс появления ошибок вс
каналах различны-х типов. По сравнению с оценкой канала од
ним параметром, нашример усредненным коэффициентом ошибок
Кош, математическая моде.J:п, дает более полное и точпос пред
ставление о качестве передачи данных, так как она учитываеr
динамику изменеи,ин состояния канала и стремлепие ошибок к
группированию. В то же r.ремя методика 01lенки канаJ1а с 110-
мощью модел'!{ довольно сложна, и применять ее в условиях экс
плуатации довольно трудпо. М.атсматическюе моделирование по
тОIКа ошибок rnрименяется в иосJ1едоватеJшс-кнх ра1ботах, при раз
работке новой аппаратуры передачи данных, способов защити от
ошибок и т. п.
В заключение следует подчеркнуть, что в,се сnедени'Я о каче
стве кана,rrов передачи данных, о потоках ошибок получают .11и1ль.
на основе непосредственных измерений реальных ка,налоn и по
следующей математю1еской обработки результатов измерений.
§ 1.4 . НАДЕЖНОСТЬ АППАРАТУРЫ И КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАПШ>IХ
Функционирование .1 юбой автшлатизнрованной системы управ
ления (ЛСУ) будет эффективным лишь при ус,1ювин надежной ра
боты всех техничвских уетроikтн, входящих в состав этой си-стемы,.
в том числе аппаратуры и кзпэ.лов переда•ш данных. Поэтому во
щюсы обеспечения заданноf1 надежноети, се расчета и измерепия:
имеют большое значение в технике передачи данных.
I lo своему общему определению надсжностыо пазьшается сnой
стnо элемента (шш системы элементов) вьшо.:1нять спои функпи,1-
пр'и зяда,нных условштх :-:1кс11.>1уатаrщи. Нарушение пормалыюй ра
боты, при котором элемент или си,стема частнч,но или полно
СТЫ{) нерестает выполнwгь эти функции, называется отказо.м. При
менительно к конкретнт,rу с.тrучаю передачН' данных эти два по
нятия можно сфорсv1улироват1., следующим образои. Надежность
апнаратуры (1{ана,1а), исподьзуе:1,юй д.11я передачи данных, ха
рактеризует способ,постr., этой аnrпаратуры (канала) нередавать-
Н
данные с заданной верностью, в заданном объеме и в заданный
срок. Невыполнение одного или нескольких из этих т,р,е,бований
Я'вляется отказом. Предельным случа~ем я.вляется тот, когда пе
редача данных полностью невозможна, так как аппаратура или
канал вышл·и ·из строя. Такая ситуация называется полны,11. от
казо.м.
Наряду с полным,и отказами при передаче данных возникают и
частичные отказы. Так, для вышепр·иведенного оп,ределения на
дежности передачи данных частичными отказами можно считать
ситуации, при которых:
а) сообщение передано в полном объеме, в заданный срок, од
нако количество необнаруженных ошибок превышает 3аданную
норму (ухудшена верность передачи);
б) сообщение передано в 1юл,ном объеме, с заданной верно
стью, но с -неко,торым опозданием 1 (напр-имер, за счет повторения
передач•и с целью исправления ошибки);
в) часть данных потеряна и не может быть передана потреби
тешо; остальная информация принята правильно и в срок.
Нетрудно представить себе и другие виды частичных отка3оR,
ког;:щ не в ~норме находится пс од,ип, а два показателя.
Для количественной оценкн и нормирования надежност,и необ
ходиr-ю знать следующие характеристики.
Интенсивность отка3ов л элемента или Л системы из п элемен
тов, представ,1яющая собой среднее коJ1ичестно отказов .за один
час. Эту величину ча,сто называют также лям'6да-характеристи
кой элемента или систе~1ы эле.,1('Jнтон. Поскот-,ку н сонременных
радиотехнических изделиях и компонентах отказы возникают до
вольно редко, величина ). для э.1е~1ентов, входящих n состав ап
паратуры передачи ;~_анных, знатшге.1ьно мею,ше еднницы. Интсн
сивн-ость отказов (:J,, 1/ч) некоторых наиболее распространенных
элементов аппаратуры с.r~едующая:
Транзистор маломощный
Диод полупроводниковый
Резистор постоянный
Резистор переменный . .
Конденсатор постоянной емкостн
Реле тс.1сфошюе
Переключатель
Плавкий предохраните.%
Пайка
2-ё---4 •10-5
2--ё--1·10- 5
О 25• J0-5
0:5.10- 0
0, \ 5-;-О,З5 •1о- 5
0,З-;- 1,0- J0- 5
0,6 -1 о-5
10-4
5,J0-8
Среднее вре-1tя наработки на один отказ То - это уоредненное
nремя нормальной работы з;1смснта или системы между двумя
смежньнrи отказам.и. Величина Т0 связана с ·интенсивностью отка
зов с.'lедующим обра3ом:
1 Та,кое олоздапие яяш,ет,ся отювом лишь щлн аппаратуры и канаiJОз. ра
,ботающих в реалhиом масштабе времени, когда нремн щ,редачи заранее лими
тировано и не может превышать определенной, заданной нормами величины.
22
Так, среднее время наработки на отказ Т0 постоянного резисто
ра (см. выше) будет равно
1
Т0 =----=-- 4•105 =400000 ч.
О,25·10-5
Коэффициент готовности Кг ,вычисляется по следующей фор
муле:
где Тотк~ средняя длительность отказа. Физически коэффициент
готовности представляет собой вероятность того, что элемент и.чи
си-стема элементов, включенных в произвольный момент времени~
будут исправно работать. Поскольку величина Тотк значительно
меньше Т0, коэффициент готовности обычно приближается к еди
п,ице.
Следует иметь в !В'Иду, что в•се перечисленные характеристики
являются усредненным.и, т. е. поз·воляют лишь приближенно оце
·нить надежность работы. Предугадать зара1Нее момент отказа или
точно вычислить время ,наработки на отказ нельзя, так как отка
зы являются -случайными событиями •И зависят от многих причин.
При определеJНии и .расчете надежности очень важным вопро:
сом является .выбор критерия отказа. Дело ;В том, что многие от
казы в аппаратуре и каналах связи являются самовосстанавли
вающимися, т. е. прекращаются бе·з вмеша·тельства оператора.
Очень коротк·ие самовосста~навливающиеся отказы не нуж·но уч-и
тывать при оценке надежности работы, поскольку они ·не оказы
вают влияния на переда.чу да,н,ных. Поэтому всегда задаются не
которым пороговым значением времени отказа. Отказы, дл•итель
ность которых ниже такого порога, не учитываются при расчете
показателей надежности 'л, Т0 и Кг, Это пороговое время отказа
и называется критерием ,отказа. В теХiнике передачи данных час
то в качестве критерия отказа, например, выбирают время, рав
ное 300 мс.
• Характеристики ОЖ'ида.емой надежности
аппаратуры переда
чи данных могут быть рассч.итаны заранее, на этапе разработки
и конструирования аппарату,ры. Это позволяет произвести пред
варительную оц-енку надежности и, если нужно, IFl)едусмотреть
меры по ее повышению. Исходным·и да.иными для расчета надеж
ности аппаратуры я,вляются ля:мбда-характеристики в-сех элемен
тов, входящих в состав аппаратуры. Расчет аппаратурной надеж
ности ведется в ,следующем порядке.
1. Определяют общую .интенсивность отказов Лi для каждой
группы из т однотип,ных элементов (отдельно для транзисторов,
диодов, ,резисторов, реле и т. п.) по формуле
At=mAi,
где т - количество элементов в группе; 'лi
-
лямбда-ха,рактерii!
стика эле:мента данной группы. В результате этог-о получают зна
чения ·интенсивности отказов отдельно для транзисторов, диодов
ит.п.
23
2. Суммируя все полученные значения Л1, находят общую ин
-т~нс.!fВность отказов Лобщ для всей аппаратуры в целом:
i
~щ= riл,.
1
3. От ве.r~ичины Лобщ переходят к значен-ию времени наработ
:.ки на один отказ всей аппаратуры в целом То общ:
Тообrц= 1/Лобщ·
4. Зная величину Тообщ и определив среднюю длительность от
каза, вычис:1яют коэффициент готовности Кг аппаратуры по вы
лnеприведенной формуле.
EcJJи для оконечной аппаратуры передачи данных характери
стики надежности можно заранее рассчитать с достаТОЧ!НОЙ сте
:nенью точности, то для каналов связи такой расчет затруднен.
Дело в том, что надеж,ность кана,ла определяется больши-м кол-и
чеством факторов, учесть которые заранее не представ.r~яется воз
можным. К: числу таких факторов относятся длина магистрали,
_количество переприемных участков, тип аппаратуры уплотнения,
условия эксплуатации, кваJtификация обслуживающего персона
.ла, климатичес:к~ие условия и д•р. Поэтому -о надежности канала
судят либо по результатам пробной эксплуатации, в процессе ко
·тэрой измерялось ко.1ичество отказов, либо по имеющимся пока
.зателям для ана.1оr-ичного канала. В обоих случаях получить точ
_ные данные об ожидаемой ,надежности канала не.1ьзя.
Как известно, передача данных осуществляется в основном по
.,стандартным каналам тональной частоты (каналам ТЧ), отказы
.-в которых по длительности можно разделить на три группы.
1. Длительные отказы, имеющие -среднее время Тотк=2+3 ч и
-интенсивность Л=J-;-2 -отказа в год для ма.гистрали длиной
1000 км. При увеличении длины магистрали величина Л проnор
•. -ционально возрастает. Причиной длительных отказов обычно юз
.ляют-ея повреждения кабеля, уст-рой<:тв электропитания и стихий
ные бедстnия.
2. Отказы средней д.1ительности, продолж-ите.r~ьность Тотк ко
·торых лежит в пределах от нескольких секунд до ,нескольких ми
.нут-. Количество отказов может изменяться во времени для ма
_гистралей различных типов. Причиной таких отказов будут пере
_rорание предохранителей, переключение аппаратуры и т. п.
3. Кратковременные самовосстана.в.1,ивающиеся отказы с дли-
•тельностью, измеряемой секундами и долями секунд. Причиной
таl<их отказов яв.r~яются импульсные помехи, перерывы, перегруз
ка усилителей каналооб~разующей· аппаратуры. К:оличество крат-
1ковременных отказов зависит от длины маrи-страл1и и в отдель
ных случаях может состав.,1ять несколько десятков и даже сотен
отказов в час.
Подавляющее большинство отказов (кроме длительных) воз
никает в дневные часы суток, когда ведется основная -работа по
::24
техническому •обслуживанию каналов связи_ и передается боль-
шое количество информации.
•
При оценке суммарной надежности аппарату,ры передачи дан-
пых и канала по-казател'И их надежности, в частности интенсив--;
Н()IСТЬ отказов, сум,мируются. Если вычис.1енная таким образом::
надежность всего тракта (от источника до потребителя данных)
окажется недостаточной, ее повышают различными спосабами~
Наиболее эффективным и часто применяемым способом повыше
ния надежности является резервирование. При ,выходе из строя,
например, канала связи аппаратура передаqи данных автомати
чески _(реже- вручную) переключается на вт,орой, резервный ка
нал. Сама апп,аратура или отдельные ее узлы также могут иметь
возможность переключения на резерв. Разработанные в последнее
время способы повышения 1iадежности (и в первую очередь - ре
зервирование) позволяют обеспечить любую, -ско.'lь угодно вые-о~
кую надежность работы аппаратуры 11 ·канало,в передачи данных.
Однако следует иметь в виду, что повышение надежности тре
бует больших экономических затрат на дополнительное оборудо
вание, каналы~ контрольные устройства. Поэтому очень важно
выбрать такие показатели надежности,' которые удовлетворяли
бы требованиям потребителя н в то же время обеспечивались
сравнительно недорогой ценой.
§ 1.5. НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Качество -передачи данных регламентируется целым рядом
научно обоснованных норм и показателей, выполнение которых
обязательно как при разработке, так и при эксп.11уатации систем
передачи данных. Нормы на каналы связи, предоставляемые для
передачи данных, •сшределяются требованиями ЕАСС с учетом
специфики этого вида электросвязи. Положен-иям·и Общегосудар.:·
ственной -системы передачи данных (ОГСПД) также нормируется
качество передачи с учетом требований потребителей. В свою
очередь, нормы ЕАСС и ОГСПД .разработаны на основе рекомен
даций МККТТ применительно к специфическим условиям пашей
страны.
Норм·ировапие показателей работы аппаратуры и каналов в
конечном итоге обеспеqивает выполнение требований потребите~
лей по вер111ости, надежности ,и пропускной способности всей си
стемы передачи данных, от источника до потребителя информа
ции. Однако нормировать только эти, общие для системы харак
теристики качества недостаточно. Нужно еще установить и вы
полнить нормы по качеству работы отдельных звеньев этой си
стемы - капала свя:-ш, дискретного канала, канала передачи
данных.
На рис. 1.4 представлена структурная схема системы переда
чи данных, состоящая из источника (ИИ) и потребителя (ПИ)
информации, устройств защи1:ы от ошибок (УЗО), устройств пре
образования сиг.налов (УПС) и канала связи. Из рисунка видно,
25
какие характеристики следует нормировать для различных звень
,ев системы. Так, для канала связ,и нормируются остаточ,ное за
тухание с учетом затухания соединительных линий от каналооб
разующей аппаратуры до УПС; уровень и интенсивность помех,
возникающих в канале с·вязи; амплитудно-частот,ная и фазо-час
тот-ная характеристики.
1
1
1
j
1
J
:J
·1
'
J
j
j
1
1
Канал перео11l/11 оанньЬ<
Д11скретныtJ канал
1
1 Канал с5нз11
1
1
1Ocmamo'lнoe аат1рание:
1
1 Уро§ень помех 1
1
1Koлul/ecm5o пepep1,15ofJ 1
\
I АЧХиФt./Х I
I
1
1
ffpae§ыe
11скожен11н 1
1
Дрооленан
. ,1 Козrрф11ц11ент ощшfак по алементим !!
~·1
1
1
J l(uафф11ц11ент •
ашиоок
по
знакам
Рис. 1.4. Структурпая схема снстемы передачи данных
Для дискретного канала, представляющего собой совокуп
ность канала связи с УПС, нормируются: величина краевых иска
жений переда1В·аемых дис-крет.ных сигналов; коли'Чество и длитель
ность дроблений этих сигналов; коэффициент ошибок по элемен
там. Наконец, для канала передачи да,нных (совокупность дис
кретного канала с УЗО) уста·навливается величина коэффициен
та ошибок по знакам, т. е. кодовым комбинациям. Поскольку
часть ошибок обнаруживается и исправляется в УЗО, то факти
чески здесь :нормируется вероятность необнаруженной ошибки
(см. § 1.3).
Большинство существующих норм на качество передачи дан
ных составлено для случая работы по стандартному каналу то
нальной частоты. При этом потребители ·могут вести передачу е
различными скоростям·и, применяя разные методы модуляции
и т. д. В этих условиях нормирование качества передачи затруд
нено, так как ряд показателей будет зависеть от режима работы
аппаратуры передачи данных. Например, краевые искажения в
одном и том же канале определяются скоростью передачи, ви
дом модуляции и другими факторами, поэтому дать единую нор
му на величину краевых искажений не представ.1яется возмож
ным. Согласно рекомендации МККТТ, нормировать и измерять
краевые искажения, дроб.1ения и коэффициент ошибок с.1едует,
пользуясь стандартной скоростью передачи 1200 Бод •и стандарт
ным модемоr.1 с частотной модуляцией. В дальнейшем, если тре-
'26
буется, можно произвести пересчет полученной величины приме
нительно к конкретным условиям работы системы передачи дан
ных.
l(аналы ТЧ и аппаратура передачи данных общего -назначе
ния должны удовлетворять следующим нор,мам:
Остаточное. затухание канала ТЧ, измеренное между выходом
части и входом приемной части модема передачи данных, дБ:
при двухпроводной схеме включения канала .
при четырехпроводной схеме включения канала
Допустимое отклонение остаточного затухания, дБ:
для одного переприемно1·0 участка канала ТЧ, не более.
для п переприемных участков
Скачкообразные изменения остаточного затухания, дБ,
передающей
о
17,4
0,52
увеличи
вается а
}""праэ
для одного переприемноrо участка, не более
•
0,43
Урове~ь общей помехи (см. § l. l) в течение любого часа су-
ток, измере,нный на выходе ка,нала ТЧ с одн•им переприемным
участком, должен быть не более ---46 дБ в т,очке с нулевым отно
сител1шым уровнем. Отдел:ыно нормируются уровень и время дей-.
ствия импульсной помехи, как наиболее влияющей на качество
передачи данных.
К.оличество кратковременных перерывов связи (длительно
стью не свыше 300 мс) должно быть таким, чтобы общее :в,ремя
перерывов за ·один час не .превышало 54 м,с, 11:1ли 1,5 •10-5 от обще"
го времени передачи. l(ратковременным перерывом здесь сч•итают
занижение уровня ~на входе приемной части модема на величину
более чем 17,37 дБ (ЛРпер= 17,37 дБ).
Амплитудно-частотная характеристика канала ТЧ должна
удовлетворять следующим требованиям:
Снижение остаточно1·0 затух_ания, дБ, на любой частоте в диапазоне 0,3-
3,4 кГц относительно затухания на частоте 0,8 кГц не должно превышать:
при о,цпом переприемном участке
0,87
-
при JJ1JYX переприемных участках
1,3
притрехпереnриемныхучастках . . . . . . . . . . 1,47
Превышение остаточного затухания, дБ, при тех же условиях не должно пре-
вышать:
при одном участке
2,6
при двух участках
3,9
при трех участках
5,62
Для передачи данных со скоростями более 1200 Бод имеются
также нормы 1на фазо-частошую характеристику канала ТЧ. Нор
мы на к,раевые искажеН'Ия и коэффициент ошибок по элементам
в дискретном канале определяются видом ,канала ТЧ (коммути
руемый двухпроводный или некоммутируемый четырехпроводный)
и скоростью передачи данных (табл. 1.1).
Нормирование коэффициента ошибок для веего канала пере"
"
дачи данных ,с учетом работы устроwств защиты от ошибок прои3-
водится с помощью вероятности необнаруженной ошибки в кодо
вой комбинаци.w длиной семь элементов. Такая семиэлементная
комбинация tНазывается байтом. К.оэффициент ошибок по байтам
21
Та блица l.J
Нормы на краевые искажения в коаффициеит ошибох
Тип кзнапа
1
Скорость переда~/ Индиви113альные IКозффицнеит ошибок
чи, Бод
искажевия, %
по мемеитам
200
±20+25
1, 10----4
Коммутируемый
600
±25+30
),10----Э
1200
±30+35
1, 10----Э
200
±20+25
5. 10-5
Некоммутируемый .
600
±20+30
5-10----5
1200
±25+35
5, 10-Б
П р и меч а н и е. Величина коэффициента ошибок по элементам, равная
5-10-5
,
установлена для передачи со скоростью 1200 Бод по некоммутнруемому
каналу длиной 2500 iКМ. При большей длине канала норма на коэффициент оши
бок увеличивается в L/2500 раз. Для работы по каналу ТЧ на больших, чем
1200 Бод, скоростях нормы на краевые искажения и коэффициент ошибок ие
установлены.
представляет собой отношение количеетва байтов, имеющих не
обнаруж-енную ошибку, к общему количеству байтов, пер·еда.нны~с:
эа сеанс измерения вер,ности. Соrлаоно рекомендациям МК.К.ТТ,
коэффициент оппrбок по байтам для систем с -УЗО устанавливает
ся равным 1- lo-6 . Это значит, что из миллиона переданных бай
тов лишь в одном может появи1'ься необнаруженная ошибка. Эта
норма сохраняется как для некоммутируемых, так и для комму
тируемых кана.1ов ТЧ при любых· вышеперечисленных скоростях
передачи. Нормы ,на надежность систе:~.1 передачи данных уста
навливаются д.1я каждого конкретного случая с уч~том требова
ний потребителей, важности переда"Ваемой информаци.и, длины
магистрали и других факторов.
Глава 2
ПОВЫШЕНИЕ ВЕРНОСТИ
ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ
§ 2.1. МЕТОДЫ ПОВЫIПЕВИЯ ВЕРНОСТИ
В автоматизированных· системах управления, как правило,
предъявляются высокие требования к верности обрабатываемой
инфqрмации. Ошибки, которые могут возникать при за~-отовке,
28
передаче и обработке информации, нормируются по кпличеству, и
выполпспие этих норм является обязательным условием успешной
ра~оты АСУ. Большая часть ошибок появляется в процессе заготов
ки ·и передач,и данных, ошибки же обработки, 1юзнн.каюпщте в ЭВМ
и других nычис.1ите.1ьных средствах АСУ, встречаются сравни
тельно редко. Следовате.rrьно, основное внимание должно быть
уде.1ено защите от ошибок на этапе передачи данных, особенно
на большие расстояния.
Существующие дискретные каналы зачастую нс могут обеспе•
читr, высокой верности передачи данных, требуемой потребителя
ми. Так, ;uтя низкоскоростных (50-200 Бод) дискретных каналов
ТТ коэффициент ошибок по элементам равен 10-3+10-5, а для
среднескоростных каналоn (600 и 1200 Бод)-10- 4 +10- 5. Вместе
с тем потрtбителю требуется бо.1ее высокий коэффициент ошибок,
равный хотя бы 1О-6 по кодовым комбинациям. Поэтому IJ состав
Qборудования приходится вводить устройс11:-1а защиты от ошибок
УЗО. Как показывают расчеты, такие устройства позIJолят поnы
сить верность передачи данных на 2-3 порядка, т. с. уменыпить
количество ошибок в выводимой потребите.rrю информации в
l00-1000 раз.
Из сказанного не следует делать вывод о том, что применение
:r•зо в аппаратуре нередачи данных является обя:щтсльпым. На
пример, нрн передаче небольшого объема данных и на 1шроткие
расстошшя (внутри города) требуемая верность мо:ж:ет быть обес
печена и без защиты от ошибок. В то же 1:-1ремя 11ереда•1а данных
на междугородном участке, а в ряде случаев и внутри горох~,а нс
но:i!можна без защиты от ошибок.
УстройстIJа защиты от ошибок имеются как в передающей, так
и 1:-1 приемной 4астях аппаратуры передачи данных. В сонокупно
сти эти устройства должны выполнять следующие функции:
_обнаружение ошибки, т. е. установление самого факта 11оянле
ния ошибки илн группы ошибок в принимаемой информации. При
этом определяется также место ошибки внутри коловой комбина
шш и;ш группы ко:,.лбинаций ( блока данных);
исправление обнаруженной ошибки, при котором непр,нн1.тrьно
11ринятая информация заменяется пра~шльной, той, которая была
фактически передана. При исправлении возможны два нарианта:.
а) потребителю nыводится ";1ишь исправленная информация;
дапные, принятые с ошибками, стираются в самой аш1аратуре пе
рела4и ланных (так называемый принцип «чистой ленты»);
б) потребитель получает всю при:н,ятую информацию-как с
0111Ибками, так и с исправлениями, внесенными аппаратурой пере
дачи данных; ошибочные данные обычно обозначаютея условным
знаком и.ни еиr,налом (принцип «грязной ленты»).
Наибольшее -распространение в настоящее время по.:1учил пер
щл1 вариант. Данные, полученные в виде «чистой ленты», могут
непосредственно обрабатьшаться и апализ"!роваться потребителем,
которому фактически нет дела до процессов, происходящих при
передаче.
•
,
· Общим
для всех методов и устройств защиты от ошибок явля•
ется то, что в передаваемые данные вводится избыточность, т. е.
наряду с по.ТJезной информацией, которую непосредственно нужно
передать потребителю, по каналу связи передается_ дополнитель•
ная, служебная информация, задача которой обеспечить требуе•
мую верность передачи. Эта часть информации, называемая избы
точной, формируе11ея .и обрабатывается самой аппаратурой переда
чи данных и к потребителю, как правило, не поступает. В состав
11збыточной информации входят:
дополните.1ьные элементы кодовой комбинации, вводимые
УЗО передающей части; пр,иемное УЗО, анализируя эти элементы.
обнаруживает ошибку в полезной информации и определяет мес
то этой ошибки; такие дополнительные элементы называю_тся
проверочньи,ш; иногда проверочные элементы позволяют не толь•
ко обнаружить, по и исправить ошибку;
служебные кодовые комбинации, которыми обмениваются пе"
редающее и приемное устройства защиты от ошибок в моменты
обнаружения и устранения ошибок; во время передачи служебных
комбинаций по.1езная информация (данные) не передается;
полезная информация, передаваемая повторно с целью неправ"
ления ранее переданных данных, в которых были обнаружены
ошибки.
В реальных системах удельный вес каждого из перечисленных
с,1агаемых избыточной информации может быть различным. Во.
лее того, в отдельных системах могут полностью отсутствовать ка•
кие-либо компоненты избыточности .. В целом считают, что при
нор~альной работе канала связи наибольшей избыточностью об•
ладают проверочные элементы кодовых комбинаций. Это объясня.
ется тем, что проверочные элементы входят в состав каждой пе"
редаваемой комбинации. Служебные же комбинации и повторения
передаются лишь по мере необходимости, т. е. с обнаружением
ошибок в канале.
При любом методе обнаружения часть ошибок остается необ•.
наруженной и, следовательно, неисправленной. Информация, име•
ющая необнаруженные ошибки, выводится потребителю и при
дальнейшей обрабоже ее, например, в ЭВМ может сущест.венпо
исказить результаты расчета. Поэтому важнейшей характеристи~
кой устройств защиты от ошибок является коэффициент обнару"
жения (исправления) ошибок Кобн(испр), который представляет со
бой отношение количества обнаруженных (исправленных) ошибок
L к общему количеству ошибок за сеанс измерения М. Величиньr
L и М представляют собой ко.1ичество ошибок по комбинациям
Тоби (испр) =L{M.
Коэффициент Кобн(исIJ}}) может быть выражен также через вероят"
ность обнаружения (исправления) ошибки Робн и вероятность не~
обнаружения (неисправ.1_ения) ошибки Ряеобв::
/(об11 = Робв./(Робв. +Рв.еобJ; /(в.спр= Риспр/(Риспр + Раенспр)•
30
'Величины LofJп и Lиспр, PofJп и Риспр могут не совпадать, так как
не все обнаруженные ошибки исправляются в УЗО.
Количество необнаруженных ошибок, а следовательно, и коэф"
фициент Кобн зависят от двух факторов:
характера ошибок, возникающих- в канале, т. е. от того, каким·
образом эти ошибки группируются в пакеты, количества ошибок
в пакете, доли одиночных ошибок, короче - от математической
модели потока ошибок;
избыточности, вводимой в передаваемую информацию устрой
ствами защиты от ошибок и в первую очередь - от количества
проверочных разрядо_в в кодовой комбинации.
Чем больше избыточность, тем больше количество ошибок, об"
наруживаемых в УЗО. С другой стороны, увеличение избыточное◄
ти ведет к уменьшению количества полезной информации, пере.
даваемой по каналу в единицу времени, т. е. к снижению пропуск"
ной способности канала передачи данных. Поэтому второй харак•
теристикой устройств защиты от ошибок является коэффициент
избыточности ,R, показывающий, при каких затратах пропускной
способности канала достигается заданное повышение верности п~
редачи данных. В общем виде коэффициент R равен
R = 1ogc cn11ogc с;п.
где С- количество значащих позиций сигнала передачи данных;
п - общее кол.иче~сmо элементов кодовой ком6И1Яации, вклюЧ'ая
информационцые и проверочные; т - количество информацион"
ных (полезных) элементов в кодовой комбинации.
В реальных системах передачи данных в основном :использу"
ются двоичные сигналы (С=2). Поэтому
R= lo~ ~/log2zn = n/m = (т+k)/m,
rде k - количество проверочных элементов комбинаций. Величи~
на R. не учитывает второй и третий компоненты избыточности, пе
речисленные выше, поскольку они малы по сравнению с первым
про.верочными элементами комбинаци,и. Таrоим образом, коэффи
циенты Кобн (испр) :и R. полностью характеризуют ·качество работы
устройств защиты от ошибок.
Все известные системы повышения верности м_ожно разделить
на две большие группы (рис. 2.1): без обратной связи и с обрат·
иой связью. Под термином «обратная связь» понимают обрат
ный кана.ГJ, по которому передаются служебные сигналы взаимо
действия от принимающей станции к передающей. Если такого
обратного канала нет и создать его в условиях конкретной сист~
мы передачи данных не представляется возможным, то повыше
ние верности осуществляют на приеме без участия передающей
станции, так как сведения о наличии ошибок в принятой информа
ции передать на посJ1еднюю нельзя. Область применения систем
без обратной связи ограничена, так как для передачи данных в
основном используются двусторонние каналы. т. е. каналы, поз&а"
.1яющие вести передачу как в прямом, так и в обратном направ-
31
лении. Кроме того, при работе без обратной связи в передаваемые
данные нужно заложить очень большую избыточность, что не эко
номично, так как ведет к снижению пропускной способности ка
нала.
Неоспоримым преимуществом обладают системы с обратной
связью. По каналу обратной связи на станцию передачи поступа
ет информация об условиях приема на приемной станции, т. е. об
ошибках, об1Наруженных IНа прием·е. Имея эти сведения, ста,~щия
передачи может «подстрэиваться» в зависимости от условий прие-
С ucnpu6/ll/ЮЩU-
с ,,,п,,
ми коl!uни
",,,.,
Рис. 2.1 . К:лассификация способов защиты от ошибок
ма, т. е. изменять избыточпость передачи в зависимости от нали
чия и количества ошибок на приеме. Если в данный ·момент ошиб
ки отсутствуют, избыточность, вводимая станцией передачи в по
лезную инфармацпю, будет минrимальна, а пропускная способность
канала, следовате,1ьно, максимальна. При появлении ошибок из
быточность передачи автоматически увеличивается до веJiичины,
обеспечивающей заданную верность передачи данных. Та1шм об
разом, наличие обратной связи позволяет автоматически регули
ровать избыточность передачи в зависимости от качества работы
канала связи. Все системы передачи данных д.11я АСУ строятrя с
приме11е1mем канала обратной связи. При этом в большинстве
с.чучаев обратный канал испо.1JЪзуется не только для служебных
целей (передачи информации об ошибках), но и для передачи об
ратного потока данных.
В системах без обратной сnязи (см. рис. 2.1) повышение вер
ности может осуществляться двумя способами: многократной пе
реда чей и с помощью исправляющих кодоn. При многократной
передаче каждая кодовая комбинация передается несколько. раз,
например трижды. В приемном УЗО все три принятые комбина
ции поэлементно сравниваются между собой. Если одноименные
элементы всех комбинаций совпадают, УЗО делает вывод об от
сутствии ошибки и принятый знак выводится потребителю. При
несовпадении какого-либо элемента или группы элементов знак
считается принятым с ошибкой. Это можно иллюстрировать сле
дующим примером:
32
Знак No 1
Знак No 2
Передано от ис-
точника информа-
{)1010
1 1001
ции
Передано в канал 01010 01010 01010 11001 1 1О О 1 11:0.0 :J.
Принято из ка-
нала
01010 01010 01010 11001 1 1О 11 11001
Выведено потре-
бителю информа-
ОIО1О
ошибка
ции
Первый знак- комбинация О 1 О I О - передан _правилыrо и
выведен потребителю информации. Во втором знаке 1 1О О 1 при
нятые четвертые элементы комбинаций не совпадают. По этому
признаку УЗО приема формирует сигнал «Ошибка». Однако об
наружить ошибку недостаточно, нужно еще ее исправить. В дан
ном примере исправление ошибки производится также сравнени
ем трех принятых комбинаций. Две из них - первая и третья
-
совпадают. С.чедовательно, УЗО может путем «го.чосования» -оп
редел,итъ, что переда•валасъ ,комбинация 1 1 О О 1, а не какая-либо
иная. Эта комбинация и выводится потребителю информации.
Нетрудно видетъ, что такая система не в состоянии испра:'&Иtь
ошибку, если все три принятые комбинации не совпадают. Одна
ко ошибка обнаруживается. Возможны и необнаруженные ошиб
ки, например, когда две из трех комбинаций· содержат одинако
вые искажения. Вероятность ненсправления и необнаружения
ошибки может бытъ значительной, если ошибки группируются -в
пакеты.
Разновидностью системы с многократной передачей яв.чяется
система с параллельной передачей, в которой _.одна и та же ·к0м
бинация передается одновременно по нескольким (например,
трем) каналам связи от передающей к приемной станции. В этом
случае УЗО приема производит анализ принятых комбинаций.
обнаружение и исправление ошибок таким же способом, как и н
системе с многократной передачей.
Основным недостатком систем с многократной и параллельной
передачей является их большая избыточность - вместо одного ·ка
нала используется несколько. Нетрудно подсчитать, что для сис
темы с трехкратной передачей коэффициент избыточности R===
=nfm=3. Это ограничивает область применения таких систем,
•
несмотря на простоту реализации устройств защиты от ошибок.
Второй метод повышения верности в системах без обратной
связи основан на использовании специальных, автоматически ис
правляющих ошибки кодов. Эти коды позволяют приемному -УЗО
в случае появлени.я ошибки не только обнаружить ее, но и 'ОПре,
делить, какие именно элементы комбинации приняты неправиль
но. Далее значащая позиция этих элементов изменяется в УЗО
~~
~
на про-тивоположную ( единица - на нуль, нуль - на единицу), и
исправленная таким образом комбинация выводится потребителю
информации. Как и ранее, часть ошибок не может быть правильно
исправлена кодом, если эти ошибки представляют собой пакет.
Системы с исправляющими кодами являются очень сложными и
дорогими, а избыточность передаваемой информации велика. Поэ
тому область применения аппаратуры передачи данных с исправ
ляющими кодами ограничивается специальными системами, на
пример космической связи и др.
Стонl!,1111
переdоч11
Данно1е
-
Прямоt1 конал
Про6ерка
---
Ооротныti канал
СтонцШ!
приема
Рис. 2.2 . Структурная схема передачи данных
с иос
Значительно большее распространение получили системы по
вышения верности с помощью канала обратной связи: с информа
ционной ИОС и решающей РОС обратной связью (см. рис. 2.1).
Исправпение обнаруженных ошибок в этих системах производится
путем повторения станцией передачи тех комбинаций- (или групп
комбинаций), в которых были обнаружены ошибки. Системы с
ПОС имеют следующий алгоритм работы (рис. 2.2). Данные, пе
редаваемые от источника ИИ к потребителю ПИ информации, по
ступают по прямому каналу на станцию приема и тут же в пол
ном объеме передаются по обратному каналу на станцию переда
чи. В сравнивающем устройстве Ср. устр-во производится поэле
ментное сравнение всех переданных комбинаций с теми же комби
ющшз:ми, поступившими по обратному каналу. При совпадении
всех элементов комбинации эта комбинация считается передан
ной без ошибки, затем передается следующая комбинация и т. д.
Есл:И же какие-либо элементы двух комбинаций - переданной и
принятой по обратному каналу-не совпадают, то эта комбина
ция бракуется и передается повторно на станцию приема. При
повторении правильность передачи также контролируется в срав
нивающем устройстве.
Таким образом, в системе с ИОС решение об отсутствии или
наличии ошибки выносит не приемная, а передающая станция.
Э-Го" основной отличительный признак систем с ИОС. Достоинства
ми; информационной обратной связи являются: возможность вес~
34
тн передачу данных беа 11ерекодирования инфор),,!ации, т. е. рабо
тать теми же кодами, что и источник и потребитель информации,
без каких-либо ограничений; nысокий коэффициент обнаружения
(исправления) ошибок.
В сравниnающем устройстве обнаруживаются практически лю
бые ошибки и 11;:~кеты ошибок любой длины. и:сключение состав
ляют лишь зерка.1ьные ошибки, которые нельзя обнаружить.
Зеркальной ошибкой называется одновременное искажение ком
бинации в прямом и обратном каналах, когда ошибка в прямом
канале ком11енсирустся ошибкой в обратном канале. Пример зер~
калыюй ошибки: 11ередано ст;:~нцией передачи О 1 О l О; принято
станцией приема О О О 1 О; принято станцией передачи по обратно-
му каналу О l О 1 О (ошибки подчеркнуты). Сравнение показьшает
полное совпадение комбинациi1, т. е. отсутствие ошибки. Потре·
битешо же будет выведена комбинация О О О 1 О, имеющая ошиб
ку во nтором элементе. Вероятность такой зеркальной ошибки
очень м:.ц1а, и на практике ею можно пренебречь.
Однако системы с ИОС неэко1юмJiчны в смысле использонания
пропускной способности канаJiов связи. Обратный канал постоян
но :1а нят для передачи служебной, проверочной информации, и
использовать его ;LJIЯ передачи обратного потока данных нельзя.
Поэтому 1rожrю считать, что коэффициент избыточности для сис
темы с ИОС ра:нен 11(=2. Применение таких систем имеет смысл
только n одном, доnольно редком с.тrучае, когда канал связи яв
.1яется двусторонним, а информацию требуется передавап, лишь
в одном папраn,1епии.
Более экономичными являются системы с РОС. В отJ1ичие от
систем с ИОС, они позволяют вести передачу данных по дnусто
роннему юшс1J1у в обе стороны, осуществляя при этом защиту обо
их потоков информации от ошибок. Существует много разноnид
ностей систем с РОС. Однако общим для всех этих систем явля
ется то, что обнаружение ошибки осуществляется пе па передаю
щей, а на нриемноi:i станции. Исправление же обнаруженной
ошибки производитсп, как и в системе с ИОС, поnторепием не
правильно принятой информаци».
Упрощенная структурная схема двусторонней системы переда
чи данных с РОС ноказана на рис. 2.3. Обе станции -А и Б - ве
дут одновременно передачу данных от источников информации
ИИ к потребитеJJЯМ ПИ. В приемной части Пр аппаратурьr 11ере0
да•ш Jtанных каждой станции контролируется безошибочность
принятой комбинации. Станция, обнаружившая опшбку, поеылает
на противоположную станцию сигнал запроса по тому же капа.1J:у,
что и данные. Ня время передачи сигнала запроса источник ин
формации останавливается. Приняв сигнал запроса, протиnопо•
ложная станция, в свою очередь, приостанавливает нередячу дан
ных н производит повторение той части информации, в которой
были обнаружены ошибки. Принятые повторно данные также коп
тролируются и при отсутствии ошибки выводятся потребителю.
2*
35
Д,ля- вовможности обнаружения ошибки данные, поступающие
от источника, ·перекодируются каким-либо избыточным кодом, об
наруживающим: ошибки, - к информационным: элементам добав
ляются· nрgверочные, составленные по определенному правилу.
Избыточн.ость, создаваем~я проверочными элементами, невелика
:и н.е оказывает существенного влияния на· пропускную ·способ
ность канала передачи данных. Резкое увеличение избыточности
происходит только в моменты плохой работы канала, т. е. при пе
редаче служебных сигналов запроса и повторении информации.
Таким· образом, системы с РОС имеют переменную избыточность,
::~втоматически меняющуюся в зависимости от состояния канала
связи. В· реальных системах такого типа коэффициент избыточнос
ти находится в пределах .R= l,2+1,5, что обусловливает высокую
Станция А
Данные
Запрос
-
Данные
:Janpdo_
/(анол б-А
Станцшr б
Рис. 2.3 . Структурная схема передачи данных с
РОС
экономичность в использовании пропускной способности канала.
Степень защиты информации от ошибок в системах с РОС це
ликом определяется обнаруживающими свойствами кода, которым
ведется передача по каналу. При рациональном выборе кода на
основе математической- модели потока ошибок удается повысить
ве~ность передачи на два-три порядка. Эта цифра является впол
не достаточной для большинства систем передачи данных, приме
няемых в АСУ.
Сiшжение качества передачи в системах с РОС происходит не
телък◊ за счет необнаруженных ошибок, но и за счет так называ
ем:шх вставок и выпадений информации. Вставка происходит, ког
да, одна из рабочих комбинаций передаваемых данных под дейст
вием ошибки превращается в служебную комбинацию запроса.
Станция, получившая этот ложный запрос, повторяет последнюю
комбинацию (или блок данных), хотя необходимости в этом нет.
В результате потребитель информации получает дважды одну и
ту же комбинацию, что эквивалентно ошибке.
Условием появления выпадения информации является превра~
щение сигнала запроса в одну из рабочих комбинаций кода. При
этом, несмотря на то что ошибка была обнаружена, она не ис'-•
36..;
правляется, так как повторения информации- не происходит. Об·
наруженная ошибка стирается в приемной части аппаратуры пе
редачи данных, и потребитель вообще не получает этой комбина
ции или целого блока данных. Добиться снижения вероятности
появления вставок и выпадений информации можно нумерацией
блоков. Тогда приемник аппаратуры передачи данных следит не
только за наличием ошибок, но и за правильной нумерацией пос•
тупающих блоков данных. Нарушение установленного порядка •
легкс обнаруживается, и вставка или выпадение могут быть уст
ранены, например, оператором.
В целом системы с РОС как высокоэффективные с точки зре•
ния защиты от ошибок и экономичные по использованию пропуск
ной способности каналов находят широкое применение при пере•
даче данных.
§ 2.2. ОБНАРУЖЕНИЕ ОШИБО:К В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧП ДАННЫХ
В системах передачи данных с РОС обнаружение ошибок про
изводится в приемном УЗО аппаратуры. Это устройство контро
лирует все принимаемые кодовые комбинации, т. е. осуществляет
их проверку по определенному, заранее заложенному признаку.
Если какая-либо комбинация не отвечает этому признаку, она
считается ошибочной и бракуется.
Известно большое количество методов обнаружения ошибок
при передаче дискретных сообщений, в частности при передаче
данных. Все эти методы можно подразделить на две принципи
ально отличающиеся группы, если положить в основу классифи•
кации признак, по которому обнаруживается ошибка:
обнаружение ошибок по кодовому признаку;
обнаружение ошибок по сигнальному признаку (с помощью
так называемых детекторов качества).
Наибольшее распространение получили методы обнаружения
ошибок первой группы. Это объясняется тем, что контроль по ко
довому признаку позволяет надежно обнаружить подавляющее
большинетво ошибок, возникающих в ·канале, т. е. получить ко
эффициент обнаружения, близкий к единице.
Для обнаружения ошибок по кодовому признаку передавае
мые данные должны быть перекодированы избыточным, обнару•
живающим ошибки кодом. Каждая комбинация исходного кода,
поступающая от источника информации, превращается в новую,
соответствующую ей комбинацию кода, обнаруживающего ошиб
ки. В большинстве случаев перекодирование осуществляется до•
бавлением к т информационным элементам исходной кодовой
комбинации k проверочных элементов. Полученная комбинация,
имеющая n=m+k элементов, и является комбинацией обнару•
живающего кода.
Проверочные элементы комбинации получают как результат
определенных математических операций, производимых над ин- .
формационными элементами.. Обычно такими операциями явля-
37
ются сложение, умножение и деление информационных элемен,-.
тов, представленных в виде двоичных чисел, т: е. в виде комбина•
ций нулей и единиц. Арифметические операции над двоичными
чи~лами отличают,ся от таких же о:пераций, производимых в О'быч
ной, десятичной системе счисления. Правила сложения, умноже•
ния и делен1ия двоичных чисел подробнее ра,ссмотрены н:иже.
Формирование проверочных элементов и составление полных.
кодовых комбинаций обнаруживающих ошибки кодов осущест
вляются в передающем УЗО. Приемное же УЗО, получив полную
комбинацию, также производит определенные арифметические
операции над двоичным числом, соответствующим этой комбина•
ции. В зависимости от результата расчета делается вывод о нали
чии или отсутствии ошибок в этой комбинации. В первом случае1
комбинация стирается и запрашивается повторно. Если же оши
бок не обнаружено, информационные элементы комбинации выво"
дятся потребителю информации.
Методы обнаружения ошибок по сигнальному признаку харак
теризуются тем, что перекодирования при передаче данных не
происходит, информация передается по каналу тем же кодом, что,
и от источника. Это упрощает аппаратуру передачи данных и поз•
валяет увеличить пропускную способность канала, так как по не•
му передаются лишь · полезные, •информационные элементы ком•
бинаций. Обнаружить ошибку по кодовому признаку здесь не
представляется возможным-; поэтому используются детекторы ка
чества. Любой детектор качества - это устройство, контролирую•
щее какой-либо параметр электрического двоичного сигнала дан•
ных, принимаемого из канала . Если контролируемый параметр
находится в пределах нормы, информация считается принятой
без ошибок и выводится потребителю. При нарушении же нор•
мальных условий приема детектор качества вь1рабатывает сигнал
«Ошибка», пrинятая комбинация или блок данных стирается и за•
прашивается вторично.
Таким образом, детектор качества обнаруживает не сами
ошибки, а фактически лишь условия, при которых эт,и ошибки
могут возникнуть с большей вероятностью. Часть ошибок не мо
жет быть обнаружена детектором качества, поэтому коэффици
ент обнаружения таких УЗО всегда меньше единицы. Детектор
качества может давать и так называемые ложные стирания : если
контролируемый параметр близок к выходу iИЗ нормы, детектор
вырабатывает сигнал «Ошибка», несмотря на то, что информация
принята правильно.
С помощью детектора качества можно контролировать следу
ющие параметры: уро,вень сигнала на входе приемной •ча~ти ап
паратуры передачи данных, уровень и количество помех в этой •
же точке тракта, величину краевых ,искажений двои,ч'ных елем,ен
тов, количество и длительность дроблений и т . д. В зависимости
от вида канала и характера мешающих воздействий для контро•
ля выбирается один из перечисленных параметров сигнала или
группа параметров.
38
Вее методы обнаружения ошибо;к по сигнальному признаку не
;(остаточно эффективны, и коэффициент обнаружения их обычно
н с превышает 0,9. Это объясняется тем, что часть причин, вызы-
11аю щих ошибки, не может быть обнаружена детектором . качест
н а . .Поэтому методы обнаружения ошибок по сигнальному приз-
11аку обычно применяют в сочетании с к_одовыми метьдами обна
руж ения. В приемном УЗО аппаратуры передачи дан_ных произ
водится . обнаружение ошибок принимаемых комбинаций избыточ
ного, обнаруживающего ошибки кода. Одновременно детектор
1<а чества следит за условиями приема сигналов данных. Стира
ние и запрос осуществляются по сигналу «Ошибка», вырабаты
оаемому либо УЗО, либо детектором качества, либо обоими эти
ми устройствами одновременно. Такое сочетание разных методов
о б наружения позволяет получить очень высокий коэффициент об
нар ужения и в то же время не вводить в передаваемую информа-
J(И Ю большую избыточность.
•
Возвращаясь к кодовым методам обнаружения ошибок, следу
ет рассмотреть очень важный вопрос о выборе длины полной ко
до вой комбинации кода, обнаруживающего ошибки . Дело в том,
чт о проверочные элементы, по которьiм производится обнаруже
ни е ошибки, можно получить в ре зу льтате математической обра
бот к и информационных элементов для:
а) каждой т-элементной комбинации исходного кода, посту.
па ющего от источника информации;
б) блока из нескольких кодовых комбинаций исходного кода,
о бъе диняемых в процессе кодирования избыточным кодом.
Количество информационных элементов в полной комбинации
изб ыточного кода буд ет равно тQ, где Q - число комбинаций ис
х одного кода в блоке. Для обоих вариантов число проверочных
э ле ментов k в комбинации избыточного кода будет одинаковым.
Коэ ффициент же избыточности .R, равный, как указывалось выше,
R= (n'i+k) /т, зависит от количества информационных элементов
т, если ч'и:сло провероч·ньiх элементов k постоя·нно. Для двух рас
см атриваемых вариантов кодирования коэффициент избыточнос
ти соответственно равен:
R1= (т+k)/m, R2= (тQ+k/mQ= 1+(k/mQ).
Нетрудно убедиться, что величина R2. уменьшается с ростом коли•
ч~ст ва исходных комб и наций Q в б л оке информации . Отсюда сле
дует вывод: для уменьшения из быточности кода, обнаруж·иваю•
щего ошибки, нужно увеличивать длину блока. Графичес1ш зави
симость R2 от длины блока Q показана на рис . 2.4 (кривая J).
При передаче данны х длинными блоками увеличивается вре,
мя, з атрачиваемое на повторение информации в случае обнаруже
ния ошибки. Устройство защиты от ошибок на приеме может
.11иш ь установить факт наличия ошибки внутри блока, но не мо•
жет указать место этой ошибки. Поэтому приходится повторять
ве сь з.абраков:анный блок целиком. Время повторения пропорцио-
39
нально длине повторяемого блока. Полезная информация (следу;..
ющий блок) в это время не передается. Следовательно, увеличе
ние длины блока ведет к снижению пропускной способности ка
нала передачи данных, что нежелательно. Рост времени, затрачи
ваемого на повторение, в зависимости от длины повторяемого бло
ка показан кривой 2 на рис. 2.4 . Нелинейный характер кривой 2
объясняется тем, что с увеличением длины блока увеличивается
не только время повторения каждого блока, но и число повторе-
m+k
т
ний, так как вероятность по
явления ошибки в длинных бло
ках больше, чем в корот:юих ,
Таким образом, при выбор'е
длины блока, кодируемого из
быточным, обнаруживающим
ошибки кодом, нужно учиты-
вать противоречие между из-
'---'---'---'---'---'-.___.__...;Q► б ыточностью, возникающей за
zJ
4
sб7
Рис . 2.4. Выбор длины блока при ко
дировании избыточным кодом, обнару
живающим ошибки
счет проверочных элементов,
и избыточностью за счет повто
рений. Наивыгоднейшая длина
блока Q для примера, приве
денного на рис. 2.4, будет соот
ветствовать точке пересечения кривых 1 и 2 (точка а). Следует за
метить, что величина Q не остается постоянной для любых систем
передачи данных, поскольку количество повторений и, следователь
но, характер кривой 2 зависят от количества ошибок в канале и сте
пени группирования их в пакеты.
В реально действующих системах передачи данных длина бло
ка зависит от того, какой метод избыточного кодирования приме
няется. Так, при использовании циклических кодов МККТТ реко
мендует вести передачу блоками длиной 240; 480 или 960 бит.
Если применяется матричное кодирование, то длина блока выби
рается равной 20-30 бит, т. е. 4-6 комбинациям исходного пя
тиэлементного кода. В системах с более простой кодозащитой
каждая комбинация, поступающая от :источника информации, ко
дируется отдельно.
Информационный блок, состоящий из одной или Q комбина
ций исходного кода, кодируется избыточным, обнаруживающим
ошибки кодом. Для этого значащие позиции ·информационных эле
ментов блока представляют в виде нулей и единиц. Полученное
число, состоящее из m или mQ двоичных цифр (разрядов), под
вергается математической обработке, в результате которой полу"
чают другое двоичное число - кодовую комбинацию ,избыточного
кода, включающую в себя информационные и проверочные разря
ды. Обработка производится по определенным, заданным для дан
ного кода правилам. Однако эти правила сводятся к трем прос
тейшим алгебраическим операциям, выполняемым над двоичны"
ми числами.
40
1) Сложение двоичных чисел, называемое также сложением
, 10 модулю два:
ОЕ90=0, ОЕ91=1, 1ЕIЭ0=1, lEIЭl=0.
При сложении двоичного числа по модулю 2 сначала складывают
юза разряда числа, к полученной сумме прибавляют третий раз
ряд и т . д. Например, сумма разрядов числа 1 О О 1 О будет равна
IEJЭ 0Ef)0EIЭ 1Е90 = 0. Для числа О О 1 1 1 О О сумма равна О Е90ЕIЭ lffi
6Э l ЕIЭ 1ЕIЭ О+ О = 1 и т. д . Два ~или .несколько д!ВО'ИЧНЫХ ч·исел можно
пор азрядно суммировать друг с другом. Например,
10010
0011100
$01010
ffi1001001
11000
еэо111000
1101101
2. Умножение двоичных чисел друг на друга осуществляется
по общеизвестным правилам, с той лишь разницей, что приведе
ние подобных членов при умножении производится по модулю 2.
На пример,
х 10101
1О
00000
Е0101010
10)0_10
х 10101
1О1
Е9 10101
1О1О1
1000001
3 . Деление двоичных чисел также обычно. Однако, как и при
ум ножении , нужно помнить , что сложение и вычитание, произво
дим ые в процессе деления двоичных чисел, заменяются сложени
ем по модулю 2. Как и для десятичных чисел, здесь возможно де
л ение с остат ком . Остаток и частное от деления также представ
ля ют собой двоичные числа. Например,
Е!Эl 101001000 110101
lОlОl
11100 1
011110
-
Е9 10101
О1О111
Е9 10101
00010000
Е9 10101 ·
ОО1О1- остаток
Ле вые разряды двоичного числа, имеющие нулевое значение, мож
н о отбросить, так как они не определяют собой числа. Поэтому,
на пример, остаток, полученный при делении, фактически представ
ляет собой трехразрядное двоичное число 1 О 1. И нао6-орот, если
41
требуется увеличить разрядность двоичного числа, не изменяя его
значения, то слева добавляется нужное количество нулей.
Во всех вышеприведенных примерах математические операции
производились над двоичными числами, представленными соче
таниями нулей и единиц. Иногда такая форма записи неудобна,
поэтому рассмотрим другой способ представления двоичных чи
сел - с помощью многочленов. Степень многочлена, представля
ющего двоичное число, определяется как количество разрядов
этого числа минус единица, а вид многочлена зависит от значе
ний разрядов, т. е. отражает само двоичное число. Так, десяти
разрядное число (делимое в предыдущем примере) можно запи-
сать в виде многочлена девятой степени:
•
11О1001 ООО~ 1-Х9 +1-Х8 +О-Х7+ 1-Х6 +0-Х5 +0-Х4 +
+ 1.хз+о.х 2 +0-Х1+0-х0 . ~
После упрощения получаем
11О1ОО1ООО=Х9+ Х8+ хв+Х3.
Для частного -из этого же примера
111001 =Х5 +Х4 +Х3 +Х0.
Двоичные числа, представленные в виде многочленов, можно
складывать по модулю 2, умножать и делить таким же образом,
как это было показано выше для двоичной формы записи.
Теперь перейдем к пояснению общих принципов избыточноге>
кодирования и покажем, каким образом удается обнаружить и
исправить ошибки в приемном УЗО аппаратуры передачи дыr
ных. Добавление к информационным элементам k проверочных
элементов увеличивает общую длительность полной комбинации
избыточного кода. Поэтому увеличивается и общее количество от
личающихся друг от друга кодовых комбинаций, которые могут
быть образованы в п-элементном коде. Как было показано ранее,
для двоичных кодов общее число кодовых комбинаций п-элемент•
ного кода равно Аобщ=2n. В избыточных кодах эта величина
всегда больше, чем требуемое для передачи данных количестве>
комбинаций Аразр=2m, так как n>m. Иными словами, в избы
точных кодах используются ,цля передачи информации не все воз
можные кодовые комбинации, а только часть их, называемых
разрешенными. Все Аразр комбинации обладают одним, общим
для них признаком. По этому признаку приемное УЗО проверяет
правильность, т. е. безошибочность приема. Заключение об ошиб
ке делается только тогда, когда принимается запрещенная комби
нация, не отвечающая общему признаку.
Требуемое количество разрtшенных комбинаций избыточного
кода _ определяется характером передаваемой информации, т. е.
количеством комбинаций исходного кода. Число же запрещенных
комбинаций зависит от того, сколько проверочных элементов
вводится в состав комбинации, т. е. от величины избыточности
42
кода. Чем больше избыточность кода и, следовательно, чем боль
ше число запрещенных комбинаций, тем больше ошибок можно
обнаружить. Это правило справедливо для любых ,избыточных
кодов. В принципе, увеличивая избыточность, можно получить ко
эффициент обнаружения Кобн, как угодно приближающимся к сво
ему максимальному значению, и свести к нулю количество необ
наружепных ошибок. Однако на практике ограничиваются вели
чиной Кобн, лежащей в пределах 0,99-0,999. При этом количест
во необнаруженных ошибок, как это следует из вышеприведенного
определения коэффициента обнаружения, составляет от 0,01 до
(),001 от общего количества ошибок. Дальнейшее повышение вер
ности требует введения большой избыточности и экономически
11е оправдано.
К:одовый признак, по которому производится проверка каждой
принятой комбинации па безошибочность, может быть различным
для разных избыточных кодов. Так, часто пользуются кодами с
постоянным весом - любая разрешенная комбинация такого кода
имеет одинаковое количество единиц или нулей. В циклических
кодах все разрешенные комбинации должны без остатка делить
,ея на один и тот же делитель. Широкое применение находят коды,
у которых все разрешенные комбинации имеют четное количество
€диниц. Во всех этих случаях любое несоответствие принятой
комбинации общему признаку расценивается как ошибка.
Рассмотренные здесь общие положения избыточного кодиро
вания и обнаружения ошибок можно подтвердить конкретным
примером. Предположим, что требуется составить кодовую таб
.'!ицу для передачи информации, состоящей из одних цифр. При
этом ставится задача обнаружения ошибок. Следовательно, выб
ранные 10 комбинаций кода должны иметь единый общий приз
нак, по которому приемное УЗО будет их проверять. Минималь
ное кшшчество элементов комбинации nмин должно быть таким,
чтобы общее число возможных комбинаций Аобщ=2n было· не ме
нее десяти. Этому условию удовлетворяет значение n=4. Выпи
шем все возможные комбинации четырехэлементного кода: О О О О,
0001,0010,0011,0100,0101,0110, 0111, 1000,
11001,
1 О 10, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111. Из этих 16 комбинаций
не удается выбрать десять, имеющих какой-либо общий кодовый
признак. Поэтому придется вво,цить дополнительную избыточ
ность, т. е. переходить к пятиэлементному коду (n=5, m=4, k=
=.1). Из 32 возможных комбинаций пятиэлементного кода мож
но отобрать десять разрешенных, у которых, например, имеется
по две единицы в каждой. Наличие двух единиц и будет кодовым
признаком составляемого избыточного кода. Эти комбинации та
-ковы:ООО11,ОО1О1,ОО11О,О1ОО1,О1О1О,О11ОО, 1ООО1,
1О О 1О, 1О IОО, 11ОО О. Остальные 22 комбинации пятиэлемент
ного кода будут запрещенными, их появление свидетельствует о
паличии ошибки. Избыточность такого кода будет нев~лика:
R=n/m=5/4= 1,25.
43
Однако и защитные свойства кода в полном соответствии с выше
изложенным также незначителI?ны. Нетрудно видеть, что при пе➔
редаче цифровой информации данным кодом ошибка не будет об•
наружена, если одна разрешенная комбинация под действием ПО•
мех и искажений превратится в любую другую разрешенную. Чис
ло таких переходов может быть достаточно большим, следователь•
но, многие ошибки не будут обнаружены. Условие появления пе
обнаруженной ошибки - переход разрешенной комбинации в дру•
гую разрешенную-- справедливо не только для данного nриме
ра, но и вообще для всех избыточных юодов, обнаруживаю~.цих
ошибки.
§ 2.3. ПРОСТЕВШИЕ И3БЪIТОЧНЫЕ RОДЫ, МАТРИЧНОЕ
RОДИРОВАНИЕ
Рассмотрение применяемых в настоящее время избыточных ко
дов следует начать с простейших, имеющих небольшую избыточ
ность и требующих применения сравнительно несложных уст•
ройств защиты от ошибок. Такие коды можно успешно применять
nри передаче данных на небольшие ра1сстояния, когда количес'ГВо
ошибок, возникающих в канале, невелико. Другая область приме
нения простейших кодов~ системы передачи данных, в которых
не требуется высокой верности. При этих условиях, применяя
простейшие коды, можно получить высокую степень использова
ния пропускной способности канала передачи данных (за счет ма
,1ой избыточности кода). При этом УЗО передачи и приема бу
дут простыми и, следовательно, дешевыми.
.
Защита информации от ошибок при использовании простейших
кодов осуществляется покомбинационно, т. е. проверочные эле
менты определяются для каждой комбинации исходного кода.
Кодовым признаком, общим для всех разрешенных комбинаций~
является обычно четное количество единиц в кодовой комбинации.
Таким образом, функциями УЗО передачи являются:
подсчет общего количества единиц в комбинации исходного
кода;
определение значащей позиции («нуль» или «единица») щю
верочноrо разряда, дополняющего количество единиц до четного
значения;
формирование полной комбинации избыточного кода, состоя
щей из информационных и проверочного разрядов.
Устройство защиты от ошибок на приеме, приняв и зафиксиро,
вав полную кодовую комбинацию, подсчитывает общее количест
во единиц, содержащихся ,в. ,ней; при четном количестве единиц
комбинация считается принятой правильно и ее информационные
• разряды выводятся потребителю информации, при нечетном коли•
честве единиц (запрещенная комбинация) УЗО приема выраба
тывает сигнал «Ошибка».
Простейший код может иметь и другие кодовые признаки, на•
пример нечетнре количество единиц, четное количество нулей и
44
\\
т. д\ Принципиальной разницы между этими варианта1ан пет,
важно только, чтобы выбранному кодовому признаку отвечали
все разрешенные комбинации кода.
Математической операцией, лежащей в основе код11ровапия с.
проверкой на четность, является операция сложения по модулю
2. Возвращаясь к нрави.'JаМ с,южения по модулю 2 (cr.i:. § 2.2),
нетрудно заметить, что при сложении любого четного количества
единиц су:мма будет раRна нулю, а при сложении нечетного коли
чества единиц - единице. Следовательно, для получения: прове
рочнрго разряда R УЗО передачи нужно сложить по модуJJЮ 2
все информационные разряды. Полученный результат и будет до
полнять общее количество единиц до четного числа. В УЗО щшс-
вfJoa
uсхаi!ной
KOMiJI.JH{Щ[JI.J
СложенШ!
t-----3~ по моfJулю
ПepelJcr11a
полной
кoмffuнaцuu
а)
2
Прuем
полной
KONl)IJHatf/Ш
1,
Ра.1решение.
tlt,1§01Ja
•
BыtJM
ucxoiJнoiJ
комо11нац1.111
1 Сложение
1 по мо/!улю
о_
2
';
Разр
!_ Jапрещ
-
Форм11ро(Jон11е
CI.Jlf!OЛ{J
,,Oшuol(a"
oJ
Рис. 2.5 . Алгоритмы работы УЗО, использующих код с нровсркоii
на четность:
а) при передаче; б) при приеме
ма также производится сложение по модулю 2, однако здесь -сум
мируются вес разряды комбинации, информационные и ЩЮRЩЮЧ
ный. Нулевой результат суммирования укажет па отсутствие
'ошибки, ненулевой-··· на наличие ошибки в принятой комбинации.
Сказанное можно проиллюстрировать простейшими алгори:т~
мам и работы УЗО 11ередачи (рис. 2.5а) и УЗО прне'.\,1а (рис. 2.56).
Здесь показана последовательность операций, выполняемых УЗО
при кодировании и проверке на четность кодовых ко:-.J,бинаций.
ПредстаRленне работы )RСТройств в форме алгоритма нозво.пяет на
глядно показать все операции, выполняемые при кодировании и об
наруженю1: ошибки, а также взаю,юсвязь этих операций. Ри,еунок
2.5 можно рассмотреть самостоятельно, руководствуясь ·вышеиз
дожсппым описанием: работы УЗО.
Примером кода с проверкой на четность является так назьша..:
емый шестиэлемептпый код. Он может быть исполr,зоnан для за~
щиты от ошибок, есюr информация поступает от источника ком
бинациями равномерного пятиэлементного кода, например между-
'~5
народного телеграфного кода МТК-2. Шестнэлементный ~од имеет
'одни (шестой) проверочный разряд, дополняющий до , четности
общее количество единиц в пяти информационных разр4дах. Обо
значив разряды комбинации буквой а с соответствующμм индек
сом, можно записать а6 =а1 Е!)а2 Е!Эа3 Е!Эа4 Е!Э as. Условие безошибоч-
'
наго приема комбинации шестиэлементноrо кода в соот)!Jетствии с
вышеизложенным имеет следующее математическое в~ражение:
6
~ а;=О.
k,,j
i=l
Некоторые из комбинаций шестиэлементноrо кода выглядят так:
Исходный пятиэлементный код
Шестиэлементный код
О11О1
1ООО1
11111
ооооо
011011
1ООО1О
111111
оооооо
Как видно из последней строки, комбинация, состоящая из
шести нулей, также является разрешенной- она имеет нулевую
кратность единиц, которая также считается четной.
Избыточность шестиэлементного кода, как это нетрудно под
считать, равна R= 1,2. Прн такой, сравнительно небольшой избы•
точности код позволяет обнаружить большую часть ошибок, воз
никающих при передаче данных. Это можно показать на следую
щих примерах:
~а;= 1,
ошибка
передано О11О11,принято О11ОО1,
обна-
~а1 =1,
ружена
»
1ООО1О,
»
Оl1О1О,
»
»
l11111,
»
ООООО1,1;а;=1,
»
-
--- -
(ошибочно принятые разряды в каждой комбинации подчеркну
ты). Как это следует из примеров, шестиэлементный код обнару
живает не только одиночные ошибки, но и пакеты ошибок, крат
ностью до пяти (третий пример). Нельзя обнаружить только те
ошибки, при появлении которых прододжает выполняться усло
вие ~ai=O, т. е. число единиц в принятой комбинации остается
четным. Примеры нсобнаруживаемых ошибок:
переданоО1lО1!,принятоО111О1,Lli;=O,
»
1ООО1о,
»
46
ошибка
не обна
ружена
»
.\войные ошибки, при которых одна из единиц кодовой комби•
нациn переходит в нудь, а один из нулей - в единицу, ранее бы
ли названы компенсированными. Следовательно, можно сказать,
что шестиэлементный код обнаруживает все ошибки, кроме двой
ных (четверных, шестерных). При действии такой ошибки одна
разрешенная комбинация переходит в другую, также разрешен
ную, и обнаружить такой переход нельзя.
Широкое распространение в пашей стране получил стандарт
ный код передачи данных СКПД. Он разработан с учетом реко
мендаций МККТ и утвержден для передачи данных в ГОСТ
13052-67. Код СКПД широко применяется при вводе-выводе
данных в ЭВМ, в абонентских пунктах передачи данных и дру
гих случаях. Здесь также предусмотрена защита от ошибок пу
тем проверки каждой кодовой комбинации на четное количество
единиц. Передача полезной информации при работе кодом СКПД
ведется байтами, т. е. семиэлементными комбинациями (т=7).
Общее числ.о комбинаций семиэлеменпюго кода равно А=21 =
= 128. Этими комбинациями кодируются русские и латинские бук
вы, цифры и знаки препинания, арифметические и коммерческие
знак:и.
Ряд комбинаций выделен для передачи машинных кома1Нд и слу
жебных сигналов для ЭВМ. Восьмой элемент -комбинаций кода
СКПД я,вляется ~проверочнЫ'м (k = 1). Как и в шестиэлементном
коде, он дополняет полную кодовую комбинап,ию до четного коли
чества ед!Ипиц.
Таким образом, чи~сленные характеристиюи кода СКПД (ГОСТ
13052-67)таковы:т=7,k = l, п =В, Аобщ=256, Арапр =128,
R = (7+1)/7 = 1,14.
В отношении количества и вида необнаруженных ошибок _для
кода СКПД справедЛивы все положения, приведенные выше для
шестиэлементного кода. Если требуемая верность передачи не
обеспечивается проверкой на четность, восьмиэлементные комби"
нации кода СКПД могут кодироваться вторично, более сложным
кодом, ·с большей степенью защиты информации. При этом комби•
нации СКПД будут являться исходными для этого более сложно
го кода. Такой метод «двойной» защиты информации ·широко при~
меняется для передачи данных, особенно в условиях большого ко
личества ошибок.
Алгорятм работы устройств защиты от ошибок д.1я кода СКЛД
ничем не отлиqается от приведенного на рис. 2.5 .
К числу простейших избыточных кодов, обнаруживающих
ошибки, относится также Международный телеграфный код No 3
(МТК-3). Этот код находит применение на дальних радиотеле~
rрафных связях, его можно использовать и для передачи дщшых.
Код МТК-3 строится несколько иначе, чем вышеприведенные из~
быточные коды; он относится к классу кодов с постояrшым весом.
Каждая кодовая комбинация состоит из семи элементов. Таким
образом, общее ко.1ичест:во комбинаций кода Ао 6щ=27 = 128. Из
47
всех атих комбинаций в качестве разрешенных выбраны {комбина•
ции, обладающие общим кодовым нризнаком: сол:ерж4щие три
единицы и четыре ну.1.1я. Остальные комбинации, в которых отно
шение количества единиц к количеству нулей не равнq 3/4, счи
таются запрещенными. Общее количество разрешенных( комбина
ций, обладающих признаком 3/4, можно найти слел:уюiцим обра-
зом:
•
А =~=-2!_ _= 5.5.1 =35
разр 7 3141
1•2-3
'
где С37 - число сочетаний из семи по три (семь --- общее, количест"
во э"-~ементов, три - количество единиц в комбинации). •
Из 35 разрешенных комбинаций 32 используются д"1Я переда•
ЧII букв, цифр и знаков препинания, как в любом телеграфном
равномерном коде. Остающиеся три комбинации зарезср1Вированы
для передачи сJiужебных сигнаJiов. Примерами разрешенных ком
бинаций ямяются 0101100, 1110000, 1000011, 0001110
и др. Нетрудно видеть, что в этих разрешенных комбинациях
нелъзя выделить информационные и проверочные разряды. Следа•
вательио, коднрование при передаче и декодирование при приеме
нужно проводить не путем добавления (или отбрасывания) про
вероч:1:1ых разрядов, как ранее, а путем замены кодовых комбина
циii- исходных пятиэлементных-·- избыточными семиэлсментны
ми при передаче и обратной замены - на приеме. Это усложняет
работу УЗО и является основ-ной причиной того, что код МТК:-3
не нашел широкого применения при передаче данных.
1
Условием необнаружения ошибки в коде МТК:-3, как и в ра
нее ра"Ссмотренпых кодах, является переход одной разрешенной
комбинации в другую разрешенную. Общий кодовый признак -
соотношение 3/4 сохраняется, если в комбинации произошла к;ом
nенсированпая ошибка, двойная, четверная или шестерная. Поэ~
тому защитные свойства этого кода и коэффициент обнаружения
будут почти такими же, как и у кодов СКПД и шестиэлементно
го. IJзбыточность же кода МКТ-3 песко.1ыш выше и равна R=
= Гоg2 I'Z8ftog235= 1,38.
Во всех описанных выше И.iuыточных кодах защита информа
пии осуществ.1я.1ась покомбинациопно, т. е. кодирова.;rась каждая
отде.rrьно взятая исходная комбинация. IЗ УЗО приема производи
лась одна единственная проверка этой комбинации на безошибоч
ность (сложение но модулю 2 р,1зрядов комбинации в кодах
СКПД п шестиэлемептном). Поэтому защитные снойства э1ш>~ ко•.
дов невысокие, в частности, не удается обнаружить компенсиро
ванные ошибки. Д;rя повышения обнаруживающей способности
кода проводят две ,или бо,1ее проверок прини~rаемых разрядов
комбин.ации или группы комбинаций н,1 четное количестно единиц.
При этом преднолагается, что разряды комбинации входят в сос
тав р.азных сумм в различных сочетаниях. Компенсированная
ошибка, не обнаруженная однс:Jf1 нроверкой на четность, может
быть обнаружена другой проверкой, для которой она не является
48
\"
комп~сированной, поскольку во вторую сумму входят другие
элементы комбинации.
Двойная и тройная проверка на четность широко применяется
при матричном кодировании. Такое название этот метод защиты
от ошибок пш1учил потому, что исходные двоичные числа (кодо
вые комбинации) записываются в форме математической матри
цы. Матричное кодирование используется в ряде абонентских
пунктов передачи данных и при отпосите.чьно невысокой избыточ
ности надежно защищает данные от ошибок почти всех видов и
кратности. Следует иметь в виду, что здесь избыточному кодиро
ванию подвергается пе каждая исходная комбинация, а целый
б,'ЮК информации, состоящий из Q комбинаций.
Принцип матричного кодирования удобнее всего рассмотреть
на конкретном примере, а затем перейти к описанию реально при
меняемых матричных кодов и их характеристикам. Предположим,
что нужно передать с защитой от ошибок пять комбинаций пяти
элементного кода (Q=5; Qm=25). Запишем эти комбинации в
форме матрицы, располагая одноименные разряды всех комбина
ций друг под другом:
1-я комбинация О 1 О 1 1,
2-я комбинация 1 О О О 1,
3-я комбинация 1 1 1 О 1,
4-я комбинация О О 1 1 1,
5-я комбинация 1 О О 1 о.
Далее произведем сложение по модулю 2 всех строк !И всех столб
цов информационном матрицы:
оаэ1аэоаэ1аэ1= 1
ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ
1аэоаэоаэоаэ1=о
ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ
lffilffilEJЭ0EJЭl=0
ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ Е1Э
оаэоаэ 1аэ1аэ 1= 1
ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ ЕJЭ
1аэоаэоаэ 1аэо = о
1ОО1О
В результате сложения получи.чи два проверочных чис.ча - ре
зультат сложения по строкам и по столбцам. Таким образом, пол
ная комбинация матричного кода будет состоять из семи пяти
элементных комбинаций, из которых пять будут информационны-
49
ми и две проверочными ('Qm=5X5=25, k=2X5=19). Прове
рочные комбинации обычно передаются в конце блока: 1
01·011 10001 11101 00UI 10010 1001Ь 10010
.
.
'
--- --- -~ -'
Информационные
Пров~1ючные
Устройство защиты от ошибок на приеме, получи'В пол.ную
комбинацию матричного кода, также записывает ее $ виде мат
рицы, состоящей из шести строк и шести столбцов. д·алее произ
водится сложение по модулю 2 всех строк и столбцов матрицы.
причем в суммы входят и проверочные разряды:
ОЕ1Э1Е1ЭОЕ1ЭIЕ1Э1Е1Э1=0
Е1Э Е1Э Е1Э Е1Э Е1Э Е1Э вэ-
1Е1ЭОЕ1ЭОЕ1ЭО13Э1Е1Э0=0
еэеэеэеэеэее
1Е1ЭlЕВ1Е1Эое1еэО=о
Е1Э Е1Э ЕВ Е1Э Е1Э Е1Э Е1Э
оЕВОЕ1Э1Е1ЭIЕ1Э1Е1Э1=0
ЕIЭ ЕВ Е1Э Е1Э Е1Э 13Э Е1Э
1ЕВОЕ1ЭоЕВ1Е1ЭОЕВ0=0
ЕВЕIЭЕIЭЕВЕВЕВЕ1Э
1ЕIЭОЕIЭ оЕВ1ЕВОЕ1Э0=0
о 13ЭОЕIЭоЕВО13ЭОЕВ0=0
Нулевые результаты всех сумм свидетельствуют об отсутствии
ошибки в принятом блоке. И наоборот, наличие одной или нес
ко.1ьких единиц в правом столбце или нижней строке последней
матрицы является признаком ошибки в блоке. В зависимости от
результатов проверки принятый блок .11ибо выводится потребите
лю, либо стирается и запрашивается вторично. Избыточность рас
сматриваемого в качестве примера матричного кода состав-1яет
R= (25+10)/25= 1,4. Самостоятельно можно убедиться, что про
веркой обнаруживаются ..~юбые ошибки и пакеты ошибок кратно
стью до шести, появляющиеся в .'lюбых разрядах блока. Однако и
здесь существует условие необнаружения ошибок. Компенсирован
ные ошибки четверной кратности (но не двойной, как ранее) не
могут быть обнаружены, если пораженные разряды одновремен
но входят в две суммы - одну по строкам и одну по столбцам.
Геометрически это усл.овне можно представить следующим обра
зом. Четыре одновременно происшедшие ошибки нельзя обнару-
ж•ить, если они распо.1агаю11ся на матрице в виде вершин пра-
i
вильного четырехугольника, имеющего стороны любой длины, от
1 до 6. Это правило можно проверить на примерах. Вероятность
появления таких ошибок крайне мала, поэтому защитные свойст-
ва матричных кодов высоки.
50
rr;tf?:i<\:' -----• - --
>;
Вiше, в § 2.1 указывалось, что избыточное кодирование д.ает
возможность не только обнаруживать, но и исправить часть оши
бок. Для исправления ошибки нужно знать место этой ошибки в
кодовой комбинации или блоке информации, т. е. какой именно
разряд принят неправильно. Исправление производится изменени
ем значения этого разряда на противоположное. Некоторые, прав
да, ограниченные возможности исправления ощибок имеют и мат
ричные коды. Это можно показать на только что рас.смотренном
примере.
•
i
Предположим, что в матрице 6Х6, принятой и записанной в
УЗО приема, одна из сумм по строкам и одна из сумм по столб
цам оказались равными единице, что свидетельствует о наличии
ошибки:
=0
=0
о
·=1
=0
=0
=0
о1оооо
В формировании обеих этих сумм: участвовал один и тот же вто
рой разряд третьей информационной комбинации. В матрице этот
разряд находится, как показано, на пересечении третьей строки и
второго столбца. Следовательно, можно предположить, что имен
но этот разряд принят неправильно, и тем самым установить мес-
то ошибки. Для исправления ошибки достаточно изменить нуле-
вое значение этого разряда на единицу, после чего информацион-
-ны й
блок может быть выведен потребителю. Таким способом мож
но исправить любую одиночную ошибку в блоке. Исправление
ошибок бо.1ьшей кратности здесь невозможно.
Количество комбинаций исходного кода Q в блоке при мат
ричном кодировании может быть любым:, так как по модулю 2
.можно суммировать любое количество разрядов двоичного числа.
На практике верхний предел д.1ины блока ограничивается причи
нами, рассмотренными в предыдущем параграфе. Так, в абонент
ском пункте ЕС ЭВМ типа АП-70 общая длина блока; т. е. дли
на полной комбинации матричного кода, равна n= 144. Здесь при
меняется код со следующими параметрами. Информационная мат
рица строится из 16 исходных комбинаций семиэлементного кода.
Сюда же добав.1яется 17-я служебная комбинация «конец блока»
(КБ). Полученная матрица, состоящая из семнадцати строк и
семи столбцов, суммируется по горизонтали ,и по вертикали. В
результате сложения по столбцам получается восемнадцатая про-
51
верочная комбинация, называемая
(КСБ):
контрольной cyмrrroи
[
1-я комбинация 1101011
-1
lт
2-якомбинацияОIОIIОIО
3-якомбинация IОООО111
16-якомбинацияОО1ОО]l1
17-якомбинация (КБ)111ОIQОО
18-я ком1бинация (К:СБ) 1 О • • • 1 О
блока
Таким образом, из 144 разрядов матрицы србственно информа
ционными являются 7Х16=112. Остальные 32 разряда в блоке
выполняют служебные функции, в том чис,1е и защиту от ошибок.
Избыточность кода определится. как R=(112+32)/112=1,29.
Защитные свойства здесь такие же, как и в ранее рассмотренном
примере.
§ 2.4 . КОДЫ ХЭММИНГА
Коды Хэмминга представдяют собой группу избыточных кодов,
в которых для каждой кодовой комбинации исходного кода опре
деJrяется не один, а несколько проверочных разрядов. К:аждый И3
этих k проверочных разрядов дополняет до четного зн,ачения ко
личество единиц в группе определенных информационных раз.ря
дов. Таким образом, в основе построения комбинаций кода Хэм
минга J1ежит уже известная операция сложения по модулю 2 ин
формационных элементов. Чтобы получить заданное количество
проверочных разрядов, нужно произвести не одно суммирование,
как, например, в коде СК:Пд, а k суммирований. К:аждая из k
сумм охватывает заранее заданную группу информационных раз ➔
рядов. ОтличитеJ1ьной особенностью кодов Хэмминга является то.
что один и тот же информационный элемент комбинации может
входить в состав нескольких сумм, т. е. участвовать в формирова
нии нескодьких проверочных разрядов.
Количество сумм и, следоватеJlЬно, проверочных разрядов k
определяется исходя из того, какую кратность ошибок• код дол
жен гарантированно обнаруживать. Вторым критерием при выбо
ре· величины k' является количество информационных элементов •
т в исходной комбинации. Значения k, т н l (кратность гаранти-
1 Напомним, что краmостью ошибки называе'I\СЯ количест,во ошибоч.но при
нятых элементов :в пределах кодовой комбинации или блока (подробнее см:.
§ 1.З).
52
.,
"'. !5,.
~,,,·· '. ,,
1
.,1 .
..
.,.·.·.··
..•·· .•.. .
•
. ров а\но
обнаруживаемой ошибки)
ющим неравенством:
связаны между собой следу.
Z"<: znн-t для l=1,
2"'+k
Z"<: m-j-k-j-1 для l=2,
2"'+k-l
:t"< т-1-k дляl=3.
Задавшись требуемыми значениями т и l, можно вычислить пу"
тем подбора количество проверочных разрядов k, удовлетворяю~
щее неравенству. При этом нужно помнить, что т, k и l- целые,
числа.
.
В каждую из k сумм, кроме информационных разрядов, дол~
жен входить один проверочный разряд. В целом сумма всегда.
равна нулю, и это является кодовым признаком, по которому в.
~'30 приема производится проверка на
безошибочность. Как и
ранее, комбинация считается принятой правильно, если все сум.
мы, подсчитанные в УЗО приема, дадут нулевой результат.
Коды Хэммипга, кроме обнаружения ошибок, позволяют ис
правлять одиночные ошибки. Место ошибки определяется прп
этом iю тому, ·как:ие именно суммы оказались ненулевыми. Сле
довательно, по виду проверочного числа из k разрядов можно оп
ределить место ошибки в кодовой комбинации, а потом, изменивi
значение этого разряда на пр<>Тивоположное, испр·авить ошибку.
Это будет показано далее на конкретном примере.
Исходные комбинации при кодировании кодом Хэмминrа мо
гут содержать любое количество разрядов т. Однако УЗО полу.
чаются простыми и экономичными, если величина т не превыша"
ет 10-15 разрядов. Поэтому защита информации здесь осущест
вляется покомбинационно, а не поблочно, как, например, при мат
ричном кодировании.
Важное значение имеет выбор разрядов, объединяемых в раз•
ные суммы. Как говорилось выше, одни и те же разряды входят
в разные суммы. В зависимости от выбранного состава сумм мож~
но получить больший или меньший коэффициент обнаружения ко
да Хэмминга. Если же код должен не только обнаруживать, но и·
исправлять ошибки, то состав сумм должен быть вполне опреде
ленным, чтобы проверочное число указывало место ошибки.
После ознакомления с общими положениями кодирования ко
дами Хэмминга можно перейти к рассмотрению примера построе
ния кода с заданными параметрами. Предположим, что требуется
закодировать кодом Хэмминга исходные комбинации пятиэлемент
ного кода (т=Б). Прежде всего нужно выбрать количество про~
верочных разрядов k, удовлетворяющее вышеприведенным нера"
венствам. Зададимся кратностью гарантированно обнаруживае
мой ошибки l=2, т. е. потребуем, чтобы код обнаруж.ивал все:-
531
()Диночпые и все двойные ошибки. ~'с.,ювием для подбора вели
чины k будет неравенство
2m ~ 2'7Z+k
25+1,
""
т1-k+I ИЛИ32<6+k •
Возьмем k=З и проверим выпоюrение неравенства: 32~23/9;
.32~28. Правая часть неравенства меньще левой, поэтому увешr
чиваем k на единицу (k=4). Проверка показывает: 32~29/10;
32~51. С.педователыю, каждая комбинация кода Хэмминга для
заданных условий доJ1.жна иметь четыре проверочных разряда, а
при кодиронанни нужно составить четыре суммы, в каждую из ко
торых, кроме информационных, до.11жен входить один провероч
ный разряд.
Выпишем номера разрядов полной комбинации в десятичной
,системе с•тс.1ения, а под ни:Ми - 'Ге же номера в двоичной си•
,стеме:
r1
2
3
411'5
6\~
':"7 ...~,. 8
9
000100100011010001010110011110001001
•СI1руппи1руем в первую сум,му все э.1емснты, но,мера которых име
ют ЗНаЧеIШе «1» В Правом (младшем) разряде Д:В,ОИЧНОГО ЧИСа1а•
номера:
~1-=--а1ЕJЭазЕ&а;;$а;$(1⁄2.
Во вторую оумму вюйдут эJiементы, нмсю~цие з1Начение «1» во вто~
[>ОМ разряде справа:
L. = а20Эаз$а6Е1Э.а1;
м далее анаJюгичным образом
~3 = a"фajjea6ea.,,
:2:4 = LlsEIЭ а9.
Рассматривая состав всех сумм, мо1кно заметить, чт,о первые ела•
.таемые - а1, az, а4 и ав - вх<С>дят каждый только в одну сумму
iИ в других сум.мах не встречаются. Расположим на этих местах
проверо,чшые раз1ряды, а для пяти ·rDнriюрмационных раз,рядов от
;ведем осталы1ые м·ес'Та по.пrюй кодовой комбrишации. Тогда рас
mо.1ожонне э.11ементо.в в ю>мб~ннации бу;~ет с.11едующим:
/
1пров. 2пров. 1инф. 3пров. 2инф. 3инф. 4инф. 4пров. 5инф.
а2
Тююй, на нервый взгляд форма.rrьный выбор состава четырех сумм
;и мест распо.~южения проверочных и информационных разрядов в
лолоой комбинации кода Хэммн,нга позволит в дальнейшем по ви
.ду пров·ероч11юго числа нах,одить номер ошибочно при1нятого раз
ряда, т. е. исправлять одиночные ошибки.
54
f'Ц):>i::\·"'
Процедура коди-рова-ния кодом Хэ,ммюнга в УЗО передачи бу~
дет состоять из след~у1ощих операций.
1. От псточни~ка инфQРМации п,ринимаетоя исходная пятиэле
:м:ен'Jlная ком6и·нация, и ее разряды .зюrисываются на· отведен,ные
ДJIIЯ .н,их месrа - тр·етье, пятое, шестое, седьмое и девятое.
2. Сум.мированием по модулю 2 ОП\ределяются прО1вероч~ные:
ра·зр·я,ды. Их 31На·ченяя ДОЛЖIНЫ быть такими, чтобы сум•ма, в кото
рую в'Ходит данный п,роверочлый раз-ряд, ра,внrялась нулю. Дру'ги
ми слова·ми, кажд.ый n,рооерочный ,разряд должен допо"1нять св•ою
·..
сум~ до чет,ного кмичост,ва единиц.
ввоа
ucxolNot1
lfoмlUNoЦiJU
r
Формuро6ание
полнои
комоинации
nереоачо
полно//
нимоинацw
-
-
-
а)
ПшJсчl!т
про6ерочнь1х
p{l,JpRIJ06
1
/1рием.
полнои
комоинацw
Bм6oiJ
ucxoiJнoii
номоинаи,ии
iJ
Формuро6анuе
сигнала
,,Ошиока«
Рис. 2.6 . Алгоритмы работы .УЗО, нс.пользующих код Хэмми.пrа с
четырехразрядным проверочным числом:
а) при передаче; б) при приеме
3. Полученные пр·овероЧ!Ные ~лементы размещают.ся на отве
деооых для ,нwх местах в полной кодовой комбинац~ии.
4. Сqюр1мирован,ная та,юим образ-ом комби·нация кода Хэммин
га пер.едает~ся в канал.
Обра•ботка пр·инятой комбинации в УЗО nриема выпол~няется
в еле.дующей послещователыности.
1. ПоJJ:считы•вают.ся четы-ре суммы I 1-I4, в кажд•ую из которых
вход~ят и,нформационные разряды и один пров-ерочный разряд.
2. ПрО1изоодит,ся амализ получе~нных сумм. При этом возмож
ны три случая:
а) провероЧ'Ное число, состоящее -из результатов суммирований,.
ра,вно 0000, что евиде.телЬ1стэует об отсутствии ошибок;
,б) п'!}оверОЧ!оое чпсло отличается от 31Начения 0000, ,причеNo
цо его З1Наче1Нию можно опреде.1ить номер ошибочного ра31ряда;
в) проверочное число отличается от з.начения О 00 О, ,н0 опреде
лlИть .место ошибки н~евозмож,1ю.
55',
3. В зависимости от ре.аультатов анализа:
а) инфорl1ационные разряды к:0м.би1нации выводя1,ся потреби
"ff'елю;
б) ,пршfЗ!водится исцрамеюrе ошибки, после чего информация
mыводю·ся потребителю;
,Е) принятая комбинация стирается и в УЗО приема выраба
·тыr:ва е11ся си-пнал «Ошибка».
Алгоритмы работы передаюшего и приемного ~'30, соста1В.1сн-
1Ные по этому переЧJню оп'сраций, при1вслеrны соотrзетстrзснно на
ij)'ИC. 2.6а И ,6.
Закодируем с помощью кода Хэм,минга каI<'ую-либо из исход
~ых ля1'иэлементных комбинаций, напр·имер, О l l О 1:
~~~~~~~~~
О
1
О
Определим проверочные раз;ряды а 1 , а2, а4, аа. Д.пя этого в
1 кажд1ую из сумм следует подставить известные и1нформащюн,ные
,:раз,ряrды и затем опрсдел,wгь значение проверочных разрядов, до
лол,няющих ,каждую сумм1у ДО н1уля:
}:1 =a1 E90E0lE00E0l.
,Су1м,ма ~ 1 будет ра'Впой ,нулю при ус.по:1ши, что а 1 =0. Таким об
разоl1 опредслит1ся з•нач~ешrс перво[() проnероч,ного разряда а 1 :
L2 a 2 E90ED lED0
Lз-= а4Е01 E9 l Е90
11вЕ0 l
1Ооставляем пщшую кодаnую комбинацию кода Х!эм,минrа:
а1а2а3а4а5а6а1а8Gg
010011011
Эта комбн.нация передается по ка~на.ту н постrj1пает в УЗО прие,
ма, где суlrмируются те же группы разрядов. Нетру/lJНо убедить
,ся,, что при о·г,сутст,вии 'ОШи-бок все четыре су1ммы, найд,енные в
:УЗО приема, будут равны ну.пю: 1;\=1:12=}.;'3=1;14=0 (суммы,
.тюлучен,ные 1в УЗО приема, в отлшч!Ие от сумм УЗО передачи, обо
значены зна,ком ~ со штрихом).
Введем тсiПе;рь в пе_р,,едаваемую комбинацию одиночную ошиб~
,ыу, например, в шестом разряде: передано О 1 О О 1 1 О 1 1, принято
Ю 1 О О 1 О О I 1. В УЗО приема подсчитываются значения
~'1 -
~
1t:
1}~ =0ЕIЭОЕ01Е00Е01 =0,
2j;= IE00E00ED0 = l,
д;"-"ОЕ01Е00Е90 ~],
~= 1Е01
=0.
rlолу,чили про,вероlfНIОе чис;ю О l l О, о,тлнчающееся от nризнаю11
. безошибочности. О О О О.
С... е.цовательно, ошибка обiНаружена. Да~
ле:е, возвращаясь к табл1ице соответствия мeЖJ.!JJY деся.тичнышt: w
дi13оичными числами, можно увщп.еть, что число О 1 1 О есть не что~
иное, как дв.оиЧJНая форма зашrси десяти-ч,ного числа 6. СледQIВа
тельшо, ПОJiiУЧаемое ,щвоич;ное чи•сло - резулъ-rат четЫIJ)ех суммиро
ва,ний - непоореД1С'!\в-ен:но указЫ1вает номер_ разряда, пр,.и;нятого с:
ошwбкой. Далее эту ошибку можно исправить.
Теперь сле,дует рассмотреть слу,чай появлени·я д,войной ко.мпен
си,рова'Н'НОЙ оurИJбiки, ка,к наиболее трущной для о:бнаруже.ния..
Предста•ви•м, ч,то вместо ком~бwнации О 1 О О 1 1 О l l прин•ята комби
нация 010011_10,1 (ошиб,юи .подчеркнуты). Суммирование в УЗО:
nр!ие.ма да•ст сле1дующие результаты:
1:;=Ов:,Ов:,Iffi1в:,1=I,
1:;=1(!)Оffi1ffi1
=1,
1:;=0$1 (!) 1 ffi I
=1,
~=0$1
=1.
Полученное д,Вончное ч:шс.'lо 1 1 1 1 при ~ерев1аде в десятичную си"
стему счисления даст ,несу,щост,вующии номер ра&ряда - 15~й"
сл~ед'овательно, испра,вить такую ошибку нелъзя. Од1нако она будет .
обна,ружена в УЗО приема и не окажет влияния на качество пере.:.
даЧ!и данных,
Рассмотрим работу УЗО приема в случае пр.нема оши1бк,и более
вы,оокой кратности, -на-пример ч-етвер.ной. Переда-но О 1 О О 1 1 О 11"
пр111нято .!_O _l_I 11 О l l. Суммы равны:
•1:;= 1ffi 1(!)1ffiО(!)1=о,
1:;=Ов:,1EfJ1ffiО
=о,
Z=lffilffil(I)O =1,
-,- о.
Провероччое число О О 1 О свИJдетелЬ1Ствует о том, что вто,рой раз·
ря.ц комб1•нацни пр111нят с ошибкой. Если система передачи• дан
ных работает в режиме обнаружения н испра:влен.ия ошибок, ro
та,ка·я оитуацня может привести к ложшаму оспранлению ошибки,
в результате чего заведомо ошибоч,ная инфор,мация будет -направ
лена потребителю ка,к прав·ил,ьная. Бели же от УЗО требуется
л1ишь обнар/УЖИIВать ошибки, то да·нная комбинация будет стерта
и заU'lрошена втQрично. Для потребителя и,нформа,ции эта ошибка
не будет ,иметь значения.
Из рассмотрения последnего примера мож,но сделать следую
щий вывод. Код Хэммннга поз.воляет обнаруживать ошибюи ,не
только той крат,ности, на которую он рассчитан, но и ча•сть ошибок
более выс-01юй кратности. Так, в нашем примере было поставлено
услооие гара,нтированного обнаружения одиночных и двойных
51
ошиб~ок. Однако, как показад,и примеры, мож.но обнаружить и не•
!Которые трой1ные и ,даже четверные ошибки.
НесОМН6НIНЫМ ДО'СТОИ!НСТВОМ кодов Хэм.м,инrа ЯIВЛЯется просто
-та устройсm защиты от ошибок. Это объя,сняет,ся тем, что мате
матиче,ская операция слюжения по модулю 2, лежащая в основе
кодир1ования и обнаружения ошибок, схем.но реал,из:уется до,воль-'
но просто. Однако эти коды имеют довольно вЫJсокую ,избыточ
ность и, следовательно, неэкономичны с точки зре1Ния использова
ния пропуск-ной сrпособности канала передач~и данных. Нап,ример,
для обнаружения двойных ошибок пр,ишлось ,в,вести избыточность,
равную
R=(т+k)fm=(5+-4)/5=1,8.
Если стави'!1ся у,словие гарант-нрюва.ннаго обнаружения ошибок бо
лее -высmюй КJРатност,и, избыточность кода Хэ-м1минга возрастает
быстрее, чем юратность обнаруживаемых ошибок l. По э•той причи
не применение кодо·в Хэм-М'инга сейчас ограничено, так как в ка
налах передачм данных обыч,но появл•яются пакеты ошибок боль
шой кра·гности, и этот кла·сс кмов становится неэффе~ти:вным.
§ 2.5. ЦИКЛИЧЕСКИЕ КОДЫ
Наибольшее Пiримененlие для защиты информации от ошибок в
наетоящее врем,я наход1tт из·быточные ко,ды, .называе,мые цикличе
с•ыими. Э,,от класс кодов обладает :юрошим,и обнаруживающими
свойствами при относительно невы'Со1юй избыточности. Цик.~шче~
скlме коды, в отличие, наnример, от кощов Хэмм•инга, легко обна
ружшваJРт пакеты ошибок довольно высокой крат,ности. Схе-м·ная
реализация. у,строй:ств ко,щи,рования и защиты от оШ'и:бок при цик
ЛJическом :к;одировании несложна. Следует отметить, что СЛОЖ!НОСТЬ
УЗО передачи и прщема при использовании ц111кJ11ичесюих кодов не
за,вJИсит •от длины исхо,Щной кодовой к-омби11ации т. Это особенно
удобно, если по условия·м работы данные нутно передавать д.Jiин
ньrм,и блоками, в нескол~,ко десятков и сотен раз:рядо,в. Нее эти
свойс11ва циклических кодов обусJrОв•или их поI1семестно,е примене
ние в системах передачи данных. Достаточно сказать, что МК:К:ТТ
ренюмmrдует для защиты информации одну из разновидностей
цикличесыих кодов, которая подробнее будет 1ра-ссмотрена ниже.
С,воему наз1ванию цикличесыие коды обязаны следующему
свойству. Если какая-либо кодовая комбинацшя цимического ко
да (,например, l О О О l 11) является раз,решенной, то и все дру
гие 1юм'бинациш, образованные циклическим сдвигом на один или
несколько ра31рядов э1юй комбинации, также ЯJВляются разрешен
ным.и (,комбинации ООО 1111, 001111 О, О 111100 и т. д.). Еще
одно свойство этого кода - сумма по модулю 2 двух разрешен-
ных комбинаций также я.вляется раз.решенной комбина!J!ией.
,,
Так же, как и коды Хэмминга, u:ик.,ыrчесюий код может быть
р-а•ссчита:н на любую дл•ину исходной комбинации т и любую
и;ратность гарантированно исправляемой ил,и обнаруживаемой
58
оШ!Ибки !. На основе этих парам~тров рассчитываются третий па
раметр када, колrичество п,рове,рочшых разря,,ц'Оrв k. В полной ко
довой комбинации сначала, передаются все информацион1ные раз
ряды, а затем в'се проверочные. Это поз11юJ1яет леnко выделить в
УЗО приема исходную комбwнащию, выво,1щмую пот,р·ебителю ин
формаци,и.
В отличие от всех ранее рассматренных избытоЧJных кодов.
при ц,икличеоком кодира.нании основной математическ,ой опера
цией является деление дво·ачных ч,и:сел. Де.П'имым является щвоич
ное число - исхюдJная комбинация, подлежащая кодированию.
Iljprи кодировании разных исхюдных комби,нащ,й делимые, естест
венно, б)'1дут разлиЧIНЫМИ. Делшгелем же я.вляется дJIЮиrчное число
впол1ие олределеи.ного вида, общее для всего кода в целом. Это
ЧИ'СЛО иазывается образующим. Ко·личеств.о раз,ря.дов •и располо
жение нул-ей и едиrниц в образующем числе (·делителе) полностыо
ОПl))еделяют обнару,1швающие и ,и,справляющие овой,ст.на кода, т. е.
:щра11ность гарантиrрованно об.наруживаемой (1исправ,ляемой) этим
кодом ошибк,и.
Результатом деления исходной комбинации на образующее чис
ло будет некоrоро-е частное и ·остаток, также представляющие со
бой дJвоич~ные числа. Ча1стное от деления отбра·сы,вает·ся, а остаток
включается в полн~ю комбинацию в качест,ве, щюверочных разря
дов. Таким образом, полная комбинация n:икли,ческо·rо .кода будет
состоять ив дел:и.мого (информационных ,разрядов) и -остатка (прос
веро,чных .разря,дов).
•
Сущес11вует и другой вариант построения комби,наций циклиqе
акого хода, цр•и 1ютором исRодная комбинация у:м1южаеТ1Ся на об
разующее IJ'И,сло. Пrроиз1ведение этих двоиЧ!llых чисе.л и представ
ляет собой полную комбинацию циклического кода. Однако полу
ченная в этом с.пу~чае комбинация яrвл·яется нераз1дели,мой, ка,к это
было и в ,коде МТК-3. Из нее нельзя выде.1ить ,и1нформаuщонные
разряды, что затруJJJняет пр·оцесс де1юдирова,ния в УЗО приема.
По• этой причине ~второй вариант цикличешюrо кодирования не на
шел распространения.
В ооиов,у обнаруже,н:и.я и исправ.1ения ошибок в ЦIИКJШ,ческих
кодах по.пожено следующее известиrое арифметичеокое положе,ние.
Если к дел1имом,у прибавить остаток и получен;юе число снова
разделить на тот же делитель, то де.пение пр·оизойдет нацело, без
остатка. Пр1именитель'НD к двоичшой системе счи•слен1и,я можно
сказать, что при таком пов:rорном делен,ии ,О'ста·то·к будет состоять.
из од,них нулей. Устрой,ство защиты от ошибок на приеме для про
верwи пол1оой комбинации циклического кюда проиввод:ит деление
этой ,комбинащ11и .на то же об:раЗlующее число, чт,о и при кодир1ова
нии. Бели ошибки отсутствуют, результатом деления будут нrеко
т,орое частное, которое также отбрасывается, и ну.певай остаток
•
Если же под действием ошибок какие-л,ибо разряды полной ком
бwнации изменrились, остаток будет отличаться от нуля. Ненуле•
вой остаток, как и ранее ненулевая сумма, я:вл'яется признаком
ошибки в принятой комбинац1ии. Для си.стемы, работающей в ре-
591
жпме только обнаружения ошибок, этого призiНака достаточно,
чтобы стереть ,комб~инащию и запросить ее повтор.но. Если же тре-
6уеrея не т,ольюо 06-наружооать, но и иоора~влять оши.бЮI, то по
!!lи,ду остатка оn,ределяется .номер неn1равиль-ооnо разряда. Далее
П!РQИсходит ис,r:qравление обычным способом.
Известно, что цикл-ически:ми кодами одинако·во у.спешно мож,йо
юод~ир•овать исхоДJНые юомбwнаuии любой дли.ны. Э-Го свой,ство ко
дов М'ОЖНО ·объя~сни'fь тем, что ча,стное от деления не Iисполъзуеr
,ся ни при ко.дирова•нии, ни при обнаруженИ'И ошибки; важен· лишь
остат~ок. Поэтому дел.и.мое, т. е. исхо,щная комбинац'Ия, м-ожет
и,меть любую дли-н,у.
При, построении любого цикличеекого кода ос.новной задачей
являет-ся выбор образующеrю числа, т. е. делителя, и;~ который в
УЗО перtЩа чи делит,ся исходная комбmация, а в УЗО приема -
полная комб1инация цнкл.иче.скоrо кода. При выборе образующего
ЧIИCJI•a и·схuдя1т из того, какие ошибки должен обнаружювать или
исправлять данный код. Из1Вестпы следующие за·висимост:и между
в,идом образующего числа и защитнымIи СВ'ОЙ1ствами К!ода.
- l. Если СЮ1раз·ующее чи.сло и•меет вид l l, ro циклический код
обнаруж;и,вает все одиноЧIНые ошибки, а также все ошибки нечет-
• ной крат.ности (тройные, пятер:ные ,и т. д.). Такой
код по своим
ЗаЩIИ'DНЫ·М ОВОЙJСТ.ВаМ ПОЛНIОСТЬЮ тожде.ст.вен коду С проверкой: ,на
четн1ость, на1пр.имер шестиэлемен11ном:у к~оду.
2. Циклический код с образующим чИ1Слом, ра·вным 111, обна
руживает все одиm:оч~ные ошибки, любые ошибки нечетн'Ой крат~но
сти, пакеты ив )IJВyx с,меж.ных ошибок, а та.кже все двой.ные ошиб
ки, разделооные одюим неис,каженным разрядом.
3. Для и·спраВ1Ления одиноЧ!Ных ошибок ·и обнаружения любых
двойных ошиrбок пrри длин·е исходной комби1наци,и m разрядов об
разующее числ,о долж~но -сост,оять ив k+ 1 ра•зр~цов, а полная ко
довая комбинация - из n=m+k ра3!рядов. Значения m, k и n
приведены ,в табл. 2.1 .
т
k
п
Таблица 2.1
Значения ,m , ·Jt н fn для ~кода, иоправляющеrо одиночные ,ошибки
о
4
ll 25
57
120
247
502
2
3
4
5
6
7
8
9
3
7
15
30
63
127
255
511
.В
качестве образующею .можно использовать не любое двоич
ное число,· имеющее k+ 1 ра~рядон, а тольюо непри,водимое чwсло 1 .
1 Непр-иводимы,м называется число, делящееся без остатка то.nько на еди
ницу и на само себя.
60
~~Ш'·•';!:.:/··•···
r,
'
J:vtяразлиЧ'Ных ,знач·ений k не1Приводимые чнсла имеют следующий
• Blf!I(:
J0llилиll0l
дляk=3,
10011,или 11001,или lllll дляk=4,
lООlО1,или1О1ОО1,или1О1111,или1lО111ДJIЯk=5.
1
После определоо;и:я значения k в качестве образующепо выбирает-
'•г
ся одаю из этих двоиЧ:ных чисел.
Е~сли по услов1инм работы аппаратуры передачи данпых 11ребу
ется испраiВJI,ять и об1Наружrивать ошибки более высокой кратно·
сти или вести передачу более длиюньrми исходными ком,бинация
ми,. то для каЖJ])оrо конкретного случая можно выбрать соо11вет
ст,вующке значеН1иЯ т, k и п. Вообще же параметры цикл1ического
кода стараются унифицировать, т. е. использовать в разных си,сте
ма,х передачи данных еД1И1ный U:Икл•иче,ский ко:д. Таким унифици
рованным кодом Яiвляется uщ,клический юод, реком·ендуемый
MI<l(TT для передаЧJИ данных со скаростями ot 200 до 4800 Бод.
Отличительной особенностью этого кода я·в.п.яет,ся зпачwгелЬ1Ная
длина исходных комбинаций или, точнее, исходJных блоков дап
ных. Инфор1мация, подл•ежащая передаче, долЖJНа поступать от
исто•чнrика бuюками по 240, 480 или 960 разрядов. В начале каж
дого блока проста,вляется буквенный инде·кс, обозначающий по
ря~д~ковый HIOMep блока. В-сего таюих И'Ндексо,в три, поэтому блоки
нумеруют.ся в порядке их поступле,ния от исто·чника следующим
образом: А, В,, С, А, В, С, ... Ну,мерация блоков поз,воляет в УЗО
приема проверить п-оследовательность посту,пления информацюи,
т. е. предот1Вратить в~ста•В1Ки. и выпадения блоков (см. § 2.1). Ин
декс блока кодируется четырьмя служебными разрядами.
Далее исходный •блок, содержащий ннформационJНые разряды и
раЗ'рЯ\11.Ы индекса (m=244, 484 или 964), кодируется циклrическим
кодом. В качестве ·образующего числа используется 17-разряд,ное
двоичное число 1ОООlООООООlОООО1, на которое делится ис
ходный блок. В состав полной комбинации циклического кода
входят т исходных разрядов и 16-разряд•ный оста'Гок ·от деления.
Таюим образом, длина полной комбинации кода n=260, 500 или
980 разрядов, а k = 16.
Процедура проверюи информацИ'И в УЗО приема ничем не от.пи-
1rается от ранее рассмотренной.
Можно показать, что рекомендованный Ml(l(TT цикличе:ский
код гарантированно обнаруживает все одиночные, двойные и трой•
ные ошибки, возникшие в любых разрядах бло·ка. Обнаруживает,
ся также часть ОШIИбок более высокой кратно·сти. При необходимо-
"
сти код может также исправлять любые одиноЧJНые ·ошибки. Изме.
р·ения защитных свойств кода, проведенные на реалнных каналах
передачи данных, показали, что коэффициент ошиб-ок по байтам
у него не превышает 10-6 (одна необнаружен:ная ошибка на мил-
61
лион переданных байтов информации в среднем). Такая величина
удовлеrворяет большинство пользователей.
Вместе с тем код, рекомендованный МККТТ, имеет очень низ
кую избыточность. Та,к, при длине информационного бJJока, рав
н,ой 240, ,из,быточнvсть кода
R. = (т +k)/m=(240+16)/240=1,08.
Бели пе·редача данных ·ведется блоками длиной 480 или 96()
разрядов, коэффициент избыточности уменьшается до 1,04 или
1,02 соо'!1ветствен1но. Все это обусловли·вает широкое распростра
нение циклических кодов !И, в часrnости, реко-мен1доваашого МККТТ
кода в оистемах передачи данных.
,
Как и ранее, раосмотрим процесс кодиравания и обнаружения
ошибок на конкре11ном примере. Зададим сле.д:ующие исходные
данные:
длина исходной комбинации - 11 разрядов;
циклический код должен обнаруживать все двойные и одиноч
ные ошибки, а та·кже иоправ.1ять ,все ·одиночные ·ошибки.
Прежде вс~го нужно выбрать количество проверочных раз·ря
дов кода и вид о.бразующеrо числа. Из та·бл. 2.1, задаваясь зна
чением m= 11, 1нах0~дим число пр-оверочных разрядов в полной
ком,бинации IJJИкличес-коrо кода k=4, общее количество разрядов
n= 15. Далее для k=4 выбираем пятиуазрядное образующее чис
ло, например l О О 1 1, я,вляющееся неприводимым числом. Код с
п,олученным!И параметрам-и в литературе часто называют кодом
(15,11).
~одирование исходной комбинации включает в себя следую
щие математические опе~рации.
l. Исходная комбwнация, представленная в виде двоичного
числа, умножается на множитель вида 1 О О О О, где количество ,ну
левых разрядов оправа от единицы ра,вно k. Это эквивалентно до
бавлению в исхо1дную ком.бинацию четырех ,нулевых разрядов
спра,ва.
2. ПоJ1ученное произведение, :имеющее 15 разрядо·в, делится на
образующее число ~юда 1 О О 11. Остаток от деления, выраженный
в виде четырехразрялного (k=4) дв·оичного чис.1а, и будет пред
ставлять собой п1юв€iрочиые разряды. Бели полученный остаток
имеет менее четырех разря;~.ов, его дополняют нужным количест
вом нулей слева, что, как известно, не меняет самого числа.
3. Из 11 информационных разрядов и четырех разрядов ост<11-
ка формируется полная комбинация циклического кода (15,l l).
Для примера
закодируем
исходную комбинацию
11010010001:
l)11О1ОО1ООО1х1ОООО--: 11О1ООlООО1ОООО;
2) 11О1ОО1ООО1ОООО:lОО11,находим частное и остаток:
62
~-'У
$110100100010000
1ОО11
Е9 10010
1ОО11
11000
1ОО11
$10111
10011
ЕJЭ 10000
10011
f 10011
1100011010
1 1О О- остаток;
3) пол1НаЯ 1юмби,нация циклического кода будет такой:
l1О1ОО1ОООI11ОО.
Аналогичным образом кодируются и другие комбинации исход
ного 11-элемснтного кода. Остаток от деления при равных исход
ных комбинациях будет различным, однако для некоторых комби
наuий •остатки сонпа]щют. В устройстне защиты от ошибок на прие
ме при проверке полной комбинации циюшческого кода на безоши
бочность прО'изводится всего одна операция - полная комбинация
ив 15 разрядон дедится на то же обравующее чис.JJо I О О 11. Про
делаем эту операцию для нашего пр,нмера:
ЕJЭ 110100100011100 \ 10011
10011
1100011010
ЕJЭ 10010
10011
ЕfЭ 11000
l0011
ЕfЭ 1Оl11
IОО11
1ОО11
1ОО1I
00000 -остзток.
После деления и получения нулевого остатка первые 11 раЗ(рядов
комбинации вьшодятся потребителю информации как безошибоч
ные. Бели комбилация принята с ошибкой, то остаток будет отли
чаться от нуля. Можно показать, ч110 для оди·ночных ошибок вид
остатка одновначно соответствует номеру ошибоЧ'ноrо разряда:
при ошибке в перном разряде остаток будет равен 1 О О 1,
»
втором
)}
))
»
))
1IОI,
»
третьем
»
»
))
»
I111,
»
четвертом »
))
)}
)}
1I1о,
»
пятом
»
)}
)}
))
1ОIОит.д.
63
(эти соот1ветстnия справедливы то.т1ько д.1я кода с n= 15 и обра
зующим числом l О О 1 1 ) . Введем, например, о.дин очную ошибку
в четвертый раз,ряд ,полной комбинации:
передано 11О1ОО1ООО111ОО,
принято 11ОООО1ООО111ОО.
Пр·и делении принятой комбинации на образующее число полу
чим
11ОООО1ООО1l1ОО:1ОО11=11О1О1О11]1+111О(остаток).
По виду остатка определяем,' что ошибка произошла в че-гвертом
раз•ряде, и далее исправляем эту ошибку.
При появле1ши ошибок более высокой кратности остаток так
же -будет отлич,ным от ну.ТJевого, однако по его виду нельзя пра
вилы-1O определить место ошиб1<,и. В этих услов1иях УЗО приема
произ·ведет ложное иaпpa·в.rremre и потребителю будет выведена за
ведомо ошибочная информация. По этой причине работа .в режиме
иопра,вления ошибок не нашла широкого ра,сп1ространения. Чаще
передачу ведут в ,режиме обнаружения ошибок, когда УЗО приема
устана,в.тинаст по ненулсВ'ому остатку .1ишь факт надичия ошиб
ки. Далее ,прои'З1водится запрос на повrорение ошибочной ком.бн
нации.
В продолжение примера введем в передаваемую кnмбинацию
двойную кu:1,шенсированную ошибку:
передано 11О1ОО1О0О111ОО,
принято 11ОО1О1ООО111ОО.
-В резу.1ьтате де,1ения принятой комбинации по.1учим частное ви
да 11О11ООО11 и остаток 1ОО1. По виду остат·ка можно при
нять ложное решение о том, чrо с ошиб,кой п~ринят первый разряд.
После иапра!влепия патребитель информации получит следующую
ис~од•ную комбинацию:
введено от источника информации 11О 1О О l ОО О 1,
выведено потребите.rrю информации О 1001 О 1ООО l.
Бели система передачи данных должна л.ишь обнаруживать
ошибки, то в данном сдучае потребитель получит правильную ис
ходную комбинацию, так как ошибочная информация будет стер
та и запрошена вторично.
Самостоятельно можно убедиться в том, что циклический код
(15, 11) может обнаруживать некоторые ошибки бстее высокой
кратнvсти. Гарантированно же обнаруживаются лишь все одиноч
ные и двойные ошибки независимо от того, в каких разря,дах
ПОЛIПОЙ IЮДОВОЙ комбинации они возникли.
64
§ 2.6. КОДИРУЮЩИЕ И ДЕКОДИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Как было показано выше, все математичесре преобразования,
прЬизвод,имые над двоичными числами в процес1се избыточного
кодирования и декодирования с обнаружением и исправлением
ошибок, можно свести к трем простейшим- арифметическим опе
рациям:
1) сложение двоичных цифр н чисел ло модулю 2;
2) умножение двоичных чисел друг на друга;
3) делеJfИе двоичных чисел.
Кроме того, при кодирова1Нии и декодировании '1'\ребуется запо
минать (записывать) разряды двоичных чисел для возможности
их последующего считы:вания. В качестве элементов памяти в
УЗО аппаратуры передачи данных чаще всего используются триг
геры с двумя устойчивыми состояниями.
Все электрические схемы, реализующие операции сложения,
умножения, деления и запоминания двоичных чисел, могут быть
построены на базе сравнительно небольшого количества отличаю
щихся друг от друга логических схем. К числу таких баз-оных ло
гических схем отн-осятся:
~схема ИЛИ, имеющая носколько входов и один выход; двоич
ный сигнал, равный е,д:инице (1наличие наrпrряжения), будет приеут
ст_вовать на выходе схемы ИЛИ при наличии сигнала хотя бы на
одном из ее входов; от1сутствие си11Налов на всех входах приведет
к отсутствию на1пряжения на выходе схемы (двоичный сигнал,
равный нулю); правило раб<оты схемы ИЛИ с двумя входамп
можно записать так:
0+0=0, 0+1=1, 1+0=1, 1+1=1;
схема И с несколькими входами и одним выrодом; сигнал на
выходе схемы И принимает значение единицы при наличии еди
НИЧIНЫХ сигналов на всех входах -и значение нуля во всех осталь
ных случаях:
ОхО=О, 0xl=0, lX0=0, Ixl=I;
схема НЕ, имеющая один вход и один выход; сигнал на выходе
схемы НЕ всегда принимает значение, обратное значению сигна
ла на ее входе.
Логические схемы ИЛИ и И могут быть постр-оены на диодах,
транзисторах, реже - на элементах с прямоуголЬiНОЙ петлей ги
сте:р-езиса. Схема НЕ обычно выполняется на транзисторе. Выпу
скаемые промышленностью логические схемы объединяются в так
называемые логические элементы ИЛИ-НЕ либо И-НЕ универ
салЬ1ного назначения. Универсальная логическая сх·ема имеет об
щнй 1юрлуе и контактные цыводы; технологически она может_
быть выполнена с применением навесного монтажа, микромодуль
ной или интеrралнной техники.
Схема логического элемента ИЛИ-НЕ, выполненная на тран
зиеторах, показана на рис. 2.7а, а услоООiое обgзначение этого
3-180
6i
..
элемента - на ри,с. 2.76. Схема имеет два входа. Двоичному нулю
соответс11вует отсугсmие напряжения на входе, двоичной едини
це - наличие постоянного положительного напряже·ния, дейст
вующего в цепи базы транзи,стора. Сигнал единицы, поступивший,
например, на вход Вх1, от~.рывает транзистор Т 1 , и напряжение
на выходе элемента делается близким к нулю, что соответст.вует
двоичному нулю на выходе: 1+0=0. При остальных сочетаниях
входных сигналов получаем 0+1=0, 1+1=0, 0+0=1.
о)
Рис. 2.7 . Логический элемеит
ИЛИ-НЕ:
а) при.иципиалшая схема;
б) условное изображение
Вых
f;)
Рис. 2.8 . Логически/! эле
<меит И-НЕ:
а) принципиальная схе•
ма; 6) условное изображе
ние
Таким образом, схема реализует операцию ИЛИ, однако сиг
налы ,на ее выходе являются инверт,ированными, т. е. обра11ными
тем значениям, которые были выписаны выше (операция НЕ).
Схема логического эдемента И-НЕ приведена на рис. 2.8а, а
е_е у,словное обоз·начение - на рис. 2.86 . Входные сигналы управ
ляют последовательно соединенными транзисторами Т1 и Т2. Од
но~ремен•ное открывание обоих транзпстор·ов происходит только
при поступлении дщух сигналов единицы на входы. При этом сиг
нал иа вых!Оде равен нулю: 1Х 1= О. Для остальных сочетаний
сигналов в:х:ода имеем: OXO=I, OXl=I, IXO=I. Нетрудно убе
диться, что выход,ной сиr,нал по отношению к входным подверr,ся
двум преобразо•ваниям: И .и НЕ.
Теоретически двоичная алгебра показывает, что, используSJ
операции ИЛИ-НЕ либо И-НЕ, можно пр•оизвести над двоич
ными числами преобразова·ния любой сложности. Это положение
можно подкрепить сл,едующими примерами, имеющим,и практиче
ское применение в УЗО аппаратуры передачи да•ниых.
П р им ер 1. Сумматор по модулю 2, построенный на логических элемен
тах ИЛИ-НЕ, должен реализовать операцию сложения по модулю 2 двух
двоичиых цифр, поступающих на входы Вх1 и Вх2 (рис. 2.9), по известному.~"
правилу: ОЕ/ЭО=О, Offil=l, IE/ЭO=l, IE/Эl=O. Схема сумматора состоит нз пяти
элементов ИЛИ-НЕ. Заземление одного из входов каждого элемента эквива•
лентно постоянной подаче на этот вход двоичного нуля.
Зная правило формирования выходного сигнала для схемы ИЛИ-НЕ, мож
но определить значения двоичных сигналов в разных точках схемы сумматора
·для различных сочетаний входных сигналов:
"66
1
1
ооо1
о
:·;:1::~
... Сравнивая
значения: входны.х (суммируемых) двоичных сигналов с выход• :[{:,~
цым, можно убед11ТЬся, что построенная таким образом схема производит ело- . ,_/;с;:
ж,иие nоюшх _..о, •• моду,ю 2.
;-
'-
Рис. 2.9 . Фуюащональиая схема сум
матора по модуJJЮ 2
Рис. 2.10. ФуН'Кциональв:ая ~:'
,1атора по -модул_ю 2, noei:fj ...
на лоrиqескнх. эл_ементах И~
П р и м е р 2. Сую4атор по модулю 2, построенный на логических ~лементах
И-НЕ, имеет схему, показанную иа рис. 2.10. Пользуясь правилом преобразо
вания снгна.rюв в элементе И-НЕ, так же, как и для схемы первоге>: примера,
Вх1
Рис.
1
8ых1
&,1'г:
Вх2
Вых
81,IX
5)
2.11 . Симметрич11ьt1% трнrrер с раз
дельным запуском:
а) функционалыrая схема; б) услов
ное изображение
·::::::'~j!
- ~<}'"i
можно определить значения выходного двои'!ноrо , сигнала в зависимости щ·.: ~::-<::;
входных. Из полученногр результата вндно, что такая схема также осуществл:11, , .
. i:i
ет с_ложение двоичных сигналов. Все это можно проделать самостоятельно~· •:.;::· - · :/'
П р и м ер 3. Элемент памяти - симметричный триггер - также может быть:: ,>:А
построен на осиове схем ИЛИ-НЕ ;тщбо И-НЕ. На рис. 2.11 показана схем~ <"j
rригrера с раздельным запу<:к:ом: триггер переходит в состояние <едwица» ПJ)!f \ ii_,}~
подаче r1апряжения положительной полярности щ1 вход _Вх1 и в состояние :: ,J
s•
Бт: .Yi
снупъ» - при подаче напряжения на вход Вх2• Триггер имеет два выхода, дво•
ячньrи сигнал на которых является инвертированным (обратнШI) относительно
другого выхода. Так, если триггер находится в состоянии «едив~ща», то на Вы.~1
будет постоянное положительное напряжение, а на В~ - напряжение отсутст
вует. Состояине, 3аписанное в триггер, сохраняется сколь угодно дошо за счет
взаимных обратных связей между выходами и -входами схем. ИЛИ-НЕ. Зная
правило работы этих схем, нетрудно самостоятельно проследить последователь
ность работы триггера.
На основе сумматоров и триггеров, соединенных в регистры
сдвига, строя'l'СЯ оое ко~ирующие и декодирующие устройства ап~
С5рос
а)
о)
Рнс. 2.12 . Функциональные схемы кодирующего
(а) и декодирующего (б) устройств шестиэле•
ментного кода
паратуры переда•чи данных. Схемы этих устройств определяются
выбраооым из-бытоЧ1Ным кодом и разрядностью этого кода, т. е.
вел·ич1инами п, т и k. В качестве ,mримеров ниже описываютtя схе
мы кодирующих и де1юд~ирующих устройств для тех избыточных
кодов, которые были ра1осмотрены в предыщущих параграфах. В
этих схемах су.ммат.оры и элем:,енты памяти изображены в виде
отделЪ'Ных функционалънЬlх узлов. Детализации ·самих этих узлов
не дае11ся, так как схемная реализация сумматоров и трмггеров
достаточоо ясна из толмю что ра-оомотренных примеров.
Схема кодирующего ~стройства для шестиэлементного кода с
•1
четным количеством: единиц в комбинации показана на рис. 2.12а.
Она состоит из шести элементов па.мяти - триггеров и суммато-
ра по модулю 2. Пwгиэлементная ис:~содная комбинация (m=5)
в параллельном виде поступает на в~оды 1-5 и записывается в
68
11J•иiтеры. Одновременно все элементы исхо.дяой комбИiНации по
,Даются на сумматор См. Результат сл·ожения по М>Gдулю 2. полу
ченный сум:.матор'Ом, за.пюсывается в шестой трtиrгер. Далее полная
ком,бинация ,с n=6 элементов ,считывается с триггер1ов и передает"
ся в двоичный канал. Це~пь сброса, показанная на рис. 2.12, слу
жит для первоначальной установки '111)И"И'ероо в исходное положе"
нне «ноль» перед началом кодироваюн1 каЖiДIОЙ ком·бимации.
Декод:ирующее устройство шос11иэлементного кода (рис. 2.126)
п·остроено аналогичным образом. Принятая полная комбинация
z
J
4
s
-
~.,
~6
7
8
г
9
~
~J
•
s
,.-
oJ
Ряс. 2.13. Функциональные схемы кодирующего (а) и
декодирующего (б) устройств кода Хэммннга
за[IИсывается в тр,иггеры (К:роме шестого п·р•о,верочного элемента)
и од'Нов-ременно сум,мирrует,ся по модулю 2. Бели комбинация при-·
нята с ошибкой и количество единиц в ней нечетно, то на выходе
сумматора появитс.я &лектр1ический сигнал «Ошибка».
Тот же принцип запоМ'инания и суммиро•вания эл,ементов ком
бинации лежит и в основе построения кодирующих и деК:одирую-
•
щих устройств кодов Хэмм~инга. ФункционалЫiые схемы этих
устрQйств для кода Хемминга с пара,метрам•и n=9, m=5, k=4
(•см. § 2.4) показаны соответственно на рис. 2.l3a и б. К'Одирую
щее устроЙIСтво {см. рис. 2.13а) работает следующим образом.
Исход!ная комбинация пятиэлемент-ного параллельного кода посту
па,ет на входы 1-5, в результат,е чего каждый из триггеров 3, 5,
б, 7 и 9 у,станавливается в ОП!ределенное положение. ОдН()Rремен
но элементы исходной информационной комби1наци,и пода~тся на
69
сумматоры 1-4, где су,ммируются в сочетаниях, определяемых со~
ставом четырех сумм кода Хэмминrа (см. § 2.4). Результаты сум•
мир,ования с выходов сумматоров записываюТ<ся в тригтеры 1, 2,
4 и 8. Таким образом, в триггерах 1-9 оказывается записанной
поюrая комбинация кода Хэмминга, состоящая из информащюн•
пых н проверочных разрядов. Затем эта комбинация считывается
для передачи .в канал.
В декодирующем ус1'ройстве п,риемника (см. рис. 2.136) пол•
ная комбинация подает'ся на входы 1-9. Далее информационные
элементы записываются в тр1иrгеры 1-5 для последующего выво·
да потребителю информации. Одновре-менно с этим комбинация
проверяется на безошибочность ,с помощью сумматоров 1-4. Если
ошибки отсутст,вуют, то в соответствии с вышеизложенным прави
лом про·вер1ки (см. § 2.4) результаты суммирования будут равны
нулю ,и сигналы на выходах сумматоров отсут~ствуют, равно как и
сигнал «Ошибка» на выходе схемы ИЛИ. Наличие ошибки в од
ном или нескольких разрядах комбинации п,риведет к тому, что
одни или несколько результатов суммирования будут отлИЧIИЫ от
• ну.!iя, на выходах соот-вет,ствующих сумматоров появится оигнал,
который, ПР'Ойдя через схему ИЛИ, будет являться признаком
ошибки. Назначение схемы ИЛИ - объединить сигналы всех че
тырех сумматоров в общую цепь «Ошибка».
Соч,етания в;;:одных цепей, подылюченных к разным суммато
рам, нетруд1но проверить, пользуясь соот,ношениями, полученнымп
в § 2.4 для ,рас,сматрнваемого кода. Триггеры схем рис. 2.13 долж
ны иметь цепи сброса, аналопичные рис. 2.12.
Описанные выше устрой,ства кодопреобразования характерны
тем, что в их состав входят элементы памяти, число которых рав
но числу разрядов кодовой комбинации. При и<Jпользоваиии кодов
с большим,и значениями т кодирующие ,и де.юодирующие устр·ойст
ва становятся громоздкими и дорогими. К.ак указыва.1ось в § 2.5.
этого недостатка лишены циклические коды. Рассмотр:им реализа
цию у.строЙJств кодирования и декодирова,ния для этих кодов.
Поскольку ,пр,и циклическом кодировании используется опера
ция деления двоичных чисел, то основным элементом устройств
кодопреобразован,ия в этом случае являю11ся регистры-де.1ител,и.
Регистр-делите,1ь представляет собой нескол1,ко пос,1едовательно
соединенных элементов памяти, например триггеров, имеющих
о.бщую цепь управления, называемую тактовой. Под управлением
тактовых ныпvльсов элементы кодовой комбинации, записаНIНые в
регистр, перемещаются по регистру шагами. В состав регистра,
нронэьи;,пщеrо деление, входят также сумматоры по модулю 2.
Сост&в схс•,ш регистра-делителя не зависит от количе,ства 11нфор
мационных разрядов комбинации, а целиком определяется видом
образующего числа циклического кода.
•
ФункционалЬ'ную схему реr,истра-делителя для любого обра
зующего ,щсла можно построить по следующим прави.~ам:
число элементов памяти в регистре должно ра,внятЬ'ся числу
разрядов образующего числа минус единица;
70
число сумматоров по модулю 2 в регистре должно равнятыся
количеству ненулевых разрядов образующего числа минус еди
пица;
сумматоры включают,ся в регистр перед теми элементами па
мят,и, ,номера которых соотвеТlст:вуют номерам ненулевых 'разрядов
образующе го числа.
Функциональная ,схема регистра-делителя, пост,роенная по этим
правилам для образующего числа 1 О О 11 (см. § 2.5), показана на
р-ис 2.14. В состав схемы входят элементы памяти 1-4 и сумма
торы См 1 ,и См2. Вто1рые входы обоих сумматоров -сое,щинены с вы
х одом регистра. Покажем, что такой .регист·р осуществляет опера
цию деления любого двои·чного числа ,на постоян,ный делитель ви
да 1 О О 1 1. Ка,к и ранее, в качестве делимою, выберем двоич~ное
число 11 О 1О О 1ООО 1ОООО, имеющее 15 разрядов. Последова
тельность деления показа1на в табл. 2.2 .
r Тактовые
Рмпульсы
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Таблиц а 2.2
Состояния ,элемент,ов ~памяти 1И сумматоров на схеме рис. 2.14
Состояния элементов схемы
\
---~---~-------~--~-- Выход
регист-
ЭП1
См2
ЭП2 1ЭП, 1ЭП,1
ра
см.
lEJЭO
1
ОЕJЭО
о
о
о
о
lEJЭO
1
JEJЭO
1
о
о
о
ОЕJЭО
о
lEJЭO
1
1
о
о
lEJЭO
1
ОЕJЭО
о
1
1
о
ОЕJЭ 1
1
1ЕJЭ 1
о
о
1
1
OEJЭl
1
lEJЭ 1
о
о
о
1
lffiO
1
lEJЭO
1
о
о
о
ОЕJЭО
о
lEJЭO
1
1
о
о
ОЕJЭО
о
ОЕJЭО
о
1
1
о
ОЕJЭ 1
1
ОЕJЭ!
1
о
1
1
1ЕJЭ 1
о
1Е!Э 1
о
1
о
1
ОЕJЭО
о
ОЕJЭО
о
о
1
о
OEJЭI
1
OEJЭl
1
о
о
1
ОЕJЭО
о
lEJЭO
1
1
о
о
ОЕJЭО
о
ОЕJЭО
о
1
1
.
С пер,вым та·ктовым импу1лысом левый (старший) разряд дели
м,ого записываетс я через сумматор См 1 в эл-емент ,памяти ЭП 1 ре
г истра. Второй т актовый импуль·с переписывает этот разряд в ЭП2 ,
а в ЭП1 записывает,ся второй разряд делимого. В течение первых
Рис. 2.14. Функциональная схема регистра-де
лителя
71
четыр.е,х тактов сумматоры ,не изменяют вида записываемых раз ,
ря1дов, так ка,к с ЭЛ4 на выхюд регистра считываю11ся нули. Начи •
ная же с пятого тактовою импулыса, значения выхо,дного силнала
будут скла,дыватыся в сумматорах ,с разрядами дел,имою, что и
показано в табл. 2.2 . В результате действия 15 тактовых импуль •
сов ·на вых1оде ре.ги'стра появляется пюследовательность нулей и
ед,иниц О О О О 11 О О О 1 1 О 1 О, пред:ста.вляющая собой частное от
деления ('с1м. § 2.5), а ,в ячей,ках памяти останется записанным
остаток 1 1 О О (1ста,рший разряд справа). Та1ким образом, регистр
делитель произ1Вел ооерацию деления дВ'оичното числа на делит,ель
в,ида 1ОО11.
Кодирующее устройство цикличеС'ко110 кода, кроме регистра •
дел,ителя, сrо:держит линию задерж,ки и электронные ключи, уп •
равляющие форм,ир·ованием полной кодовой комбинации. Для ко•
да (15,11) кодирующее устройство будет иметь вид, показанный
на рис. 2.15. Все операции кодирования, т. е. умнюжение, деление,
подечет остатка и формирювание пол:ной ком6инации циклическ о•
,го кода, про,и,схо,дят од:ноВ"р ,еменно и заканчи,вают,ся за 19 такгов.
Последовательность кодирова1НИЯ такова:
Рис. 2.15 . Функциональная схема кодирующе
го устройства циклического кода
,в течение первых Ч•етырех тактовых импулысов информацион
ные разряды к·омбинации запи1сь11вают,ся в рели1стр-делитель и ли
нию задержки (элементы памяти ЭПs-ЭПв), ключи К 1 и Кз за-
1<1рыты, 'КЛЮЧ К2 открыт;
при дейст,вии тактов с пятого по пят,надцатый информацион
ные разiряды через от1к;рытый ключ К1 п,ост,упают на выход устрой
ства, од1ноВ1р 1еменно в регистре - делителе продолжается деление и
под,счет остатка;
но время такгов с ше,стнадцатого по девятнадцатый ключи К 1
и Кз закрыты, остаток от деления через о'I'крытый ·ключ К2 выво
дит,ся из релист,ра в каче,ст,ве про·верочных элементов, завершаю
щих кодовую ком:бинацию.
Декодирующее устройст1во циклического кода таюке имеет ре
гшстр-делитель, по;11.t'читывающ,ий остаток от деления полной ко
довой комбИlнации. Наличие ненулевого остатка вызывает появле-
1ше на выходе декод:ирующего уст,ройства сигнала «Ошибка».
72
Глава 3
АБОНЕНТСКИЕ
ПУНКТЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
§ 3.1 . НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ АБОНЕНТСКИХ ПУНКТОВ
Або:нен·гоким пунктом передачи данных называется комплекс
у,стройстn, предназначенных для первичной подготов,ки, пер'едачи
на ра,остояние ,и .визуаль·ного отображения информации, обрабаты
ва емой электроiн1ными вычислительными машинами в автоматизи
рпванны х ,системах упра.вления . У,станавли:вают:ся абанент,ские
11ункты в ме:стах воз·никновен.ия или потребления машинной инфор
мации (данных), находящих~ся яа расстоя1нии от ЭВМ или вычис
литель;~,ю-rо центра . Не,пос.ред:ственная двусторонняя связь между
аб0rнент,1ми и абонентов с ЭВМ для обмена информацией осу
ществля~11ся по ка1налам ,сети .передачи данных с помощью к·омму
тационных у,строЙIСТВ.
От д1ругих средс'Гlв элект1юсвязи (телефона, телеграфа и др.)
аб онентские пун·кты отличаются тем, ч·ю дают возможность осу
щест,вить диалог «челов-е·к-машина» (в да'НIНОМ -случае и,меет,ся в
оиду ЭВМ) без каких-либо ПР'омежуточ~ных 01пераций запомина
ния или прео'6разован,ия ин~формаци,и. Это свойство станов'ится оп
р еделяющим в тех случая х , когда передачу да,нных требует,ся ве
сти в реальном ма1сшта:бе Б'ремени, т. е . с Же'СТIIЮ лимитированной
з а держ1кой но времени. Работа в реальном масштабе времени тре -
6уе11ся, например, в АСУ, управляющих быст:рюпротекающими
nроиз:водС'JвеНlными процессами, на траН1сnорте, в а!В1иации, где за
д ержка инфор 1мации сверх у,ста:нонленного лимита недопустима .
Чел,овек, п:роизБодящий вычисления на удаленной ЭВМ, также
до лжен вводить дшнные в машину и получать от нее промежуточ
ные ответы без задерж.ки, иначе дорогостоящее машинное время
будет испол ьз·оваться нерационально . У,станов·ка оборудован,ия
1з,в1ода-!ВЫВ:)Да и передачи данных неП1асре:дстве1Нно у абонента ·в
вид е абонент ско-го п1у~Н1кта лоэ,воляет исключить потери в,ремени .на
дос тавку со, )бщения, т. е. органи з овать обмен информацией в ре
ал ьном ма,ошrабе времени.
Стоимо:сп, абонентск,их пунктов довольн·о велика, поэтому э.ко
ном ичес'l~И вы ГOJJJHO устанавливать их только у тех абонентов, ко
т орым приходит:ся передавать большой объем да'нных либ:о рабо
т а ть в реашшом ма1сштабе времени . Если же •объем переда,ваемой
1шформации L'ра'внителЬ1но невелик, а ,некоторая задержка ве име
'т значения (•ка,к, напри1Мер, в с,истемах сбора да,нных), то выгод
н е е польз,ооатыся у,слугами так на~зываемой оети ·передачи данных
кол лект,ивного польэ·о~ания, ор,гани.зованной Мwнистер1ст.вом связи
73
СССР во всех кру,пных городах. Оюнечны:е nункты: этой сети при•
нимают для передачи дан1ные, представленные на перфо.1евте, и
передают их в пункт на31Наче~ния. Доставка пря~н1пой. пврфопеиты
а,цресату осуществляется с п·омощью а•в'ЮТра·нспо,рта. Передача и
прием информации в сети коллективного пользова·ния пр-оиз,водят•
ся та,кже у,стройствами сер,нйных абонен'l"Ских пунктов, устан-ов•
ленных на предприятиях связи.
Таким образом, в на:стоящее время имеются две области при•
:менения або·нентских пунктов: на сетях передачи да,нных автома•
тизированных систем у~п.равления производст,вом:, транС'портом в
т. п.; на сети передачи- данных коллективного польз•ования.
Оборудова~н1ие, входящее в соста,в типового абонентского пу,нкта,
позволяет:
производить заrото~ку да1нных на перфоленте или перфокартах
для п·оследующего ввода в ЭВМ непосре.д:ственн•о или через кана"
лы передачи данных, проверять, ·реда·ктировать и н,справлять ошв•
бочно заготовленные да1нные;
вест.и передачу дан·ных с перфоленты, перфока.рт или вручную
с клавиатуры, пр,именяя одw из известных способов защиты ин"
фор·мац'Ии от ошибок;
записывать принимаемые (а при желании - и переда'Ваемые)
данные на перфоленту, перфокарты, а также печатать их на ру•
л·он бумаг.и;
производить вызов, уста1новление соединения, отбой и служеб•
ные переговоры в соответ~твии с n,равилами, действующими в сети
передачи данных;
ти.ражировать заготавливаемые и,л.и принимаемые да,нные, т. е.
получать несколько копий перфоленты, перфокарт или печатного
теюста;
.
•прове-рять и-справность отдельных устройств оборудования -- и"
в~его абонентского"' нун•кта в целом методами функциональной
диагностиюи, т. е. исnо.1ьзуя средства контроля работос,пособно,,
сти, заложеНJные в соста.в обор:уд;ования абонентского пункта.
В зависимости от выμолняе.мой операции абонентский пункт
передачи да1нных может быть нк"1ючен либо «111а себя», либо в ка"
нал связи.
Примерная структурная схема и состав оборудования абонент•
с.кого п~·кта переда•ч~и данных пока•за,ны rHa pwc. 3 .1 . Все у,стройст•
ва, входящие в абонент-ский пункт, делятся на три группы: an:na•
ратура обработки дЗ1нных АОД; аппаратура ·передачи даюных
АПД; устройства сопряжения УС аппаратуры обработки и переда
чи данных. Аппаратура обработки данных nредна3начается для
ввода и вы·вода переда·вае~ых и прин·имаемых данных, для заго~
ТОВКiИ и тиражироваюия информации, печати и визуального ото•
бражеиия обрабатьtвае,мых данных. На стру·ктурrной схеме рис. 3.1
лощ.заны сдедующие ует,ройства обработки да-ншых:
устройства считьm~н•ия да,нных Счит, преобразующие записан•
вые на перфоленте. или перфокарте сочетания отвер:стий ·в мек•
трическ:ие код1овы·е комбинации первичного кода_;
74
зап1иси электричажих двоичных сигналов на пер•:,с·jс&~1
или перфокарту Перф в в•иде К'ОМби,нацнй qтверстий;
,:,,;
электрическая пишущая машинка ПМ, клавиатура. которой ис
n'ользуется в качестве вводного уст.рой,ства nplИ ручном,вооде дан
ных, а печатающее устройство - для печати заготавливаемой,
передаваемой или принимаемой информации на рулон бумаги в
виде буквенно-цифр:ового текста;
АОД
' f/C
АПД
Рис. 3.1. Структурная схема абонент•
с1юго пункта передачи данных
видеотерминальное устройство ВТУ, отображающее обрабаты
ваемую информацию в виде текста на экране электронно-лучевой
трубки. Работает параллельно с пишущей маШ!инкой или заме
няет ее. Видеuтермина.пыные устройства применяются лишь в от
дельных, сложшых и универсал~,ных абонентских пунктах.
Перечисленные устройства обработки да~tных могут работать
автономно, без участия аппаратуры передачи да.иных и канала.
Например, если производится заrотовюа данных на перфоленте,
то достаточно соедm!IИть между собой клавиатуру пишущей ма
шннк•и и устройство перфорации. Печатающее устройст,во пишу
щей машинки обычно используют дJrя .контроJiя подготавливаемой
информации. Бели абонентский пункт имеет видеотерминал~,ное
устройствv, заготавли•ваемые да1нные отображают·ся на его экра
не. Если же требуется раз,множить данные, представленные на
перфоленте, то нутно соединить устройство считывания с устрой
ством перфорации 1ши пишущей машинкой. Во всех этих случаях
АПД в работе абонентского пункта не участвует.
Пр1t работе або1нентского п:у0нкта с другим пунктом или ЭВМ
устройст,ва обработки да<Нных подключаются к АПД, а чере,з
нее - к каналу через у:стройство сопряжения УС. Главная фу,и·к
цпя УС - согласовать во В'ременн работу устройств в1Зода-выво
да и аппаратуры передаЧ!и данных. В состав УС обычно вх·однт
буферный накопитель, в котором информация запоминается на
короткое время, что позволяет сде.лать независ·нмыми циклы ра
боты аппаратуры обработки и передачи данных. Иногда в УС осу-
7&
щест,вляе.тся простейшая проверка дан,ных на безошибочность.
преобразование сигналов по ампл,итуде ил1и форме и т. п.
Аппа,рат,ура передачи данных абоненто1<,ого пу~нкта В'Ключает в
,себя следующие блоки (см. рис. 3.1): устройство защиты от оши•
бок УЗО, устройство преоб>разования сигналов УПС, переговорно•
вызывное устройство ПВУ с аппаратом оператора АО.
У,стройство защиты от ошибок УЗО обеС1Печивает т,ребуемую
верность передаIJ1и данных. В передающем УЗО в информацию,
пО'сту:пающую от АОД, нводится определенная избыточность. ,При•
ем1н,ое УЗО .производит пр-оверку каЖ,11/ОЙ принятой из канала ком
бинации на отсутствие ошибок. В сл•учае обнаружения ошибки
)]ринимаются меры по ее исправлению, после чего исправленная
информация вы,оодИ'I'СЯ на печать, перфорацию или э,к,р,ан видео
т-ерм!Иiального У1стройства. К:ак пра,вило, в современных абонент
с1ких ,пунктах ис,польэуют следующие ме'Dоды повышения вер1ности:
применение обнаруживающих одиночные и пакетированные
ошибки кодов, в частнос'!'И, рекомендованного МК:К:ТТ цикличе•
акого ~юда с 16-ю ,проверrочными разрядами и образующим числом
вида 10001000000100001 (см.§2.5);
нумерацию пе,редаваемых блоков на пер,едаче и пр·оверку пос•
ледовательности но•меров блоков на приеме, что поз,воляет прак"
тически полrностью предо11вратить в,ставыи и выпадения блоков
(см.§ 2.1 и 2.5);
,а•втом•ат,ичеокое повторение из УЗО передачи ошибочно пр111ня
того блока по сигналу запроса, выра:батываемому УЗО приема.
Т1аким образом, можно сказать, что УЗО абонентских пунктов
иоп.ользуют известный метод решающей обратной связи в сочета•
нии •с избыточными кодам1и, обнаруживающими ошибки. Однако,
это не является еди,нственным решением, пр,именяемым на п.рак•
ти,ке. I(а,к будет показано ниже, в некоторых абонентс.ких пун:к•
тах для обна,ружения ·ошибок вместо циклического при,меняется
матричное кодирова•ние.
У,стройство преобразования сигналов УПС служит для согла"
сова,нrия параметро·в си11налов абонентского ,пункта с характерасти•
ками канала. Бели для передачи да·нных иопользуе11ся стандарт"
ный канал ТЧ, то УПС представляет собой модем, преобразую
щий сигналы постоянного тока в сигналы переменrиого тока на
передаче и наоборот - на приеме. Модемы абонентских пунктов
и,спользуют ча,стот~ную или фазовую модуляцию силналов несущей
час11оты. При иапользовании телег,рафного канал,а или физической
соединительной линии модуляция и демодуляция станrовятся не
нужны, та,к как сиnналы поегояннаго тока могут быть переданы
непосредст,венrно. Фушщии УПС оводятся к преобраэова,нию ам
плитуды си11нала. Это обеспечивают так называемые УПС теле
графного т•ипа (УПС-ТГ) и УПС низкого ур,овня (УПС-НУ).
Переговор~но~вызывное у~стройствu ПВУ служшт для установле·
ния соединения, посылки си,гналов вызова, отбоя и ведения слу•
жебных переговоров. В соста,в ПВУ входят: аппарат оператора
АО (телелр,афный или телефонный в зависимости от вида rоанала
76
передачи данных), Н'ОМеронабиратель днс:ч:ового или тастатурного
типа, вызывная и оrоойная юнопки и т.. п.
При:веде-нн•ая на рис. 3.1 структурная ·схема является обобщен-
ной и поэтому может не учитывать особеtНIН<УСТи некоторых або
не1Нтских пунктов передачи данных. Так, например, в отдельных
моделях пу1нктов О11'сутстrвует ручной ввод F,,нформации, т. е. нет
пишущей машинки._В ряде пун1ктов имеются оперативные запоми
нающие устройстrва, р>аботающие совместно ,с видеотерминалом.
Наконец, отдельные абонентск,ие пункты имеют в своем составе
мини-ЭВМ, К'Оторая может работать как самостоятельн,о, так и с
маши.ной вычислителыного це~нтра, с которым у,стано,в,лено соедине
ние. В зависи~юсти от поста,вленных требований, типа ЭВМ, кана
лов переда•чи информации, формы пре.д1ста1вления данных, объема
и характера ,шнформащrи те или иные абонен~ские пункты исполь
зуют различные методы и устройс'l'ва обработки, о·тображения и
передачи данных.
§ 3.2. АБОПЕНТСRИЕ IIYНRTЫ ЕС ЭВМ
Как извес'J1Iю, все средства вычислительной тех,ники и, в ча,ст
ности, ЭВМ, .вь~пускаемые пр•омышленностью стран-участниц Со~
вета Э1юномической Взаимопомощи, униф:ицrированы по парам~т
рам, элементН'Ой базе, математическому обеспечению и т. д. Сово
купность этих с·редств получила название Ед:иной cepllи электрон
ных вычисл,ительных машин (•сокращенно ЕС ЭВМ) «Ряд». Або
нент,ские пункты переда,чи данных, выпускаемые странами СЭВ,
как непосредственно овязан1ные с ЭВМ у,стройп1ва, также входят
в Единую серию. Им приоваивается цифровой индекс ЕС, а их
техJНические характеристики тесно увязываются с требованиями
вычислителыных машин в части ,с,корос,ей ,ввода и вывода данных,
юо1дов, вида и параметр1оrв электрических сигнало,в, сигналов и це
пей вз-аимодействия с машиной и пр.
В на-стоящее время СЛОЖ!илась тенденция 1юмпоновки абонент
с•ких пунктов из отдель•ных, конструктивно неза1виоимых устрой,ств:
УЗО, УПС, вводна-выrв·одных уст·ройс·тв. Эти унифицированные
устройст,ва та,кже входят в номенклатуру технических средств ЕС
ЭВМ «Ряд».
В.се абонентские пункты ЕС ЭВМ подразделяются по скорости
передачи дан,ных по каналам с,вяз'и на низкнскоростные, средне-
скоростные и высокоокоростные. Любая скорость передачи явля
ет,ся стан,щарrгной, рекомендова1нной МККТТ. Приняты следующие
значеншя скоростей:
для нив1юскоростных пунктов - 50, 100 и 200 Бод;
для средще,скоростных пунктов - 600, 1200, 2400, 4800 и
9600 Бод;
для высокоскоростных .пунктов - более 9600 Бод.
•
С,коростъ передачи определяет тип канала связи, по которому
абонентский пункт ведет •передачу данных. Так, низ1юскоростные
пункты исп,ользуют каналы тонального телеграфирования, в том
числе и дву:,юот6одные. Передача на сред111их с,коростях ведется
77
по стандар11ным каналам ТЧ кабельных н радиорелейных систем.
ПQ каналу ТЧ mногда ведут передачу данных со ~;;коростью
200 Бод. Наконец, для высокоскоростных абонентских nунктов в
качестве канала испмьзуются стандартные групповые трак:ты
многоканальных с~стем передачи, имеющие ширину р'абочей по
лосы частот 48 или 240 кГц.
По сrюсобу передачи ,сигналов данных абоиентсжие пункты ЕС
ЭВМ де.лят,ся на стартстопные и синхронные. Стартстопный спо
соб передачи применяется в низ·1юскоростных абонентских пунк
тах, а та,кже в сред;не- и выоокосюоростных для организации слу
жебной низ.коскоросmюй связ·и ,операторов. При передаче со ско
ростям1и 600 Бод и бмее применяется синхронный способ, как
позволяющий обе~спечнть более высокое качество передачи по
сравнению со стартстопным.
По способу орга1н1изацнн связи абонентские .пункты можно под
разделить на полуду:плексные и ду,плексные. При работе в полу
дуплексном режиме абонентский пунwг может поочередно пере
давать и прн,ннмать да,нные, т. е. вести д'Налоr с друl'нМ абонент
ским пунктом или ЭВМ. Обычно при этом используется коммути
руемый канал связи с двухпроводным окоочанием или кабелыная:
па•р·а. Дуплексный реж,нм работы поз,воляет вести передачу и
прием данных одновременно. Канал свя:зи должен иметь четырех
проводное окон,чание, т. е. передача и прием долж,ны быть разде
лены. Четырехmроводное окончание обычно имеют некоммутнруе
мые (закрепленные) каналы ·тт и ТЧ. Кроме того, в дуплексном
режиме работы МIОЖНО осуществлять передачу со скоростью
•200 Бод и по двухпровоJJ;ному каналу ТЧ, полоса частот которого
делится на JJ;в•a подканала для передачи в пря,мом и обратном
направ.1еннях. Некоторые абонентские пункты рассчитаны на ра
боту либо в полудуплексном, Л'Ибо в дуплек:сном реЖ'нме передачи.
Ооновные технические характеристики абонбнтских пункт,ов
ЕС ЭВМ «Ряд» при:ведены в табл. 3.1.
Отдельные узлы абонентских пунктов ЕС ЭВМ, такие, как
УПС, УЗО, ввоД1Но-выводные устройства, при необх•одимости мож
но иопмьзовать самостоятельно. Параметры этих устройств унн
фш1;ирооа1ны в соответствии с требованиями ЕС ЭВМ. Каждому
устройству присвоен цнфр·овой индекс Единой серии. В табл. 3.2
приведены техннчеокне характеристики уннфнцирова,нных УПС, а
в табл. 3.3
-
характерис'Гнкш УЗО ЕС ЭВМ.
Кроме перечислен•ных в таблицах средств передачи и обработ
ки данных, в нашей стране используются ,некоторые устройства,
разработанные отдельными ведомствами для своих сетей переда
чи даwных и не входящие в номенклатуру ЕС ЭВМ «Ряд».
§ 3.3 . ВВОДНО-ВЫВОДВЫЕ УСТРОИСТВА АБОНЕНТСКИХ ПУНКТОВ
Прежде чем рассматривать устройсmа воода--1Вывода да,нных,
применяемые в абонентских пунктах, следует ·оз1На·комнться с ви
д•аNoи носителей машmнной информации и форма.мн пр€дста·влення
данных на этих носителях. Как было показа1но в табл. 3.1, в або-
78
--1
<О
-·
Тип
Пyltl{Ta
АП-1
АП2
ТАП-2
АП-3
АП-4
АП-5
АП-11
ИндС!<С
ЕС ЭВМ
ЕС-8501
ЕС-8502
ЕС-8502
ЕС-8503
ЕС-8504
ЕС-8505
ЕС-8511
1
Стра11а-
изгото - Скорость пере-
вптеJJЬ
днчи,Rод
3
4•
НРБ 50; 100; 200
СССР 50; 100; 200
ВНР 200
BI-IP, 600; 1200
НРБ
СССР 1200; 2400
ГДР 200; 600;
12,00
СССР 1200; 2400
Технические характерис.тики абонентских nу11ктов ЕС ЭВМ
Таблиц а ЗJ
~
-Устройство
Аппаратура обработка даНJ!Ы:К
Тип канала преобрааова• Способ пере• Способ ,.,ащнты
Длина блока
1
связи
IIИII CtIГ1!8JIOB
дачи
от ошибок
ввод
вывод
1
6
6
7
8
9
10
..
тт (Н) «Модем-
Си1ртсто11- Матричное Переменная Кш11шатура, Печать,
тч (Н) 200»,
ный, по.r1у- кодирован не
перфолента, перфолента,
тч (К,) УПС-ТГ,
дупле1,с
перфокарта перфокарта
УПС-НУ
ТТ (Н) п ТЧ «Модем- Си11хрон11ыi'1, То же,
15, 30 или
То же Перфолеита,
(11), тт (К) 200»,
11олудуnле1,с
45 знаков
перфокарта,
и тч (К) УПС-ТГ
печать с пер•
ТТJ (Н) «Модl,М-
То же Циклический 260 или 140
-»-
фоленты
То же
тч _(К) 200»,
код мкктт эпементов
УПС-ТГ
тч (Н) «Модем-
--·»-
То же 240 или 260 ПерфоJJента, Перфолента,
1200»,
алементов
перф01шрта печать с пер-
УПС-НУ
фоленты
тч (I !) «Nlод.ем-
Синхμо11- J\1атричнос До 132 эна· Кла1вш1:гура, Перфолент<!,
2400»,
ный, ду11леriс кодирование ков
перфолента, перфокарта,
УПС-Ю'
110рфотшрта, магнитная.
магнитная
лента,
лента
АЦПУ
тч (К) «Модем-
Стартстоп-
То же Пере:11сн11ая. Клавиатура, Перфолента,
200»,
пыi~,
перфолента, АЦПУ
tt.N\OДCM·
,п:уплекс
nерфокарта,
1200»,
ИДИ
полу-
жетон
УПС-НУ дуплекс
тч (Щ «Модем-
Синхронный, Цнклическнii До 256 зна- Перфокарта Перфокарта,
2400»,
полудушн::кс код мкктт н:ов
АЦПУ
00
о
Око1tчание табл. 8.1
2
4
5
6
7
8
9
10
)1
ЛП-5() ЕС-8550 ВНР 600; 1200;
Т4 (Н) «Модем-
Синхронный, М,причное До 256 зна- Перфолента, Перфо.1ента,
2400; 4800;
120()»,
дуплекс
кодирование ков
перфокарта, печать, маг-
9600
«Лlодем-
HJIH цнкличе-
:v~:агюпная
нитная .1ен-
48()0»,
СКИЙ l{ОД
лента и ДИ· та и диски,
,УПС-НУ
ски
ВТУ
АП-61 ЕС-8561 СССР 200; 1200;
тч (Н) «Модем-
Синхронный, Ма1рнчное До 960 зна- Кла1Jиатура Печать
2400
тч (К) 200»,
полу дуплекс кодирование ков
и ПТУ
«Модем-
2400»,
ЛП-61 EC-8G61 СССР 1200: 2400
ТЧ (Н) «Модем-
Стартстоп-
То же До 960 зна-
-·»-
-»-
2400»,
ный,
ков
полу дуплекс
АП-63 ЕС-856,З СССР 1200; 2400
тч (11) «,1\1одем- Синхронный
-»- -·-
До 480 эна-
-»-
Печать
2400»,
или
ков
иДО24ВТУ
стартстоп-
IIЫЙ, дуплекс
АП-70 ЕС-8.570 СССР, 100
ТТ (Н),
«Модем-
Стартстоп-
-»-
Переменная
-»-
Пет1атъ
НРБ
ТЧ (Щ, Pl 200»,
ный, полу-
(К)
УПС-ТГ
дуплекс
---
ПР >1 меч ан и я: ]. Все буквенные сокращ~ния. приведенные в тнбюще, былн ранее пояснены в тексте, кроме АЦПУ- быстродействующее
алфаБ~~тно-цифрuвое 11ечатающее :iс.трой~во; (Н) - некоммуп1руемыft кана~1, (К} ico'1 r.,утнрус'1ЫЙ кана.,.
2. Абш1сптсrше пункты АП-2 и ТАП-2, АП-61 выпускаются двух мо;,,нфнкпций, иыеющих одннаковый индекс ЕС ЭВМ.
З. n графе «Длина блока~ для неноторых абонентских пу11ктов у1шзана переменная д.1ипа (i.1ока. Это значит, что информациошrый 6Jtolt
может нмеп1 тобую длину (любое колич~ство зн:r-1ков). но не 60~11:ее одной печатаемой стро:{н.
4. D таблице не указаны г.:праме'::'Ifы, являющиеся о,:;.инаковы:мн ,:;..-;:я всех абонентских пу::-1ктов: J1t'1)BJiqньн1 код, которыы ~еле·rt~я щ:юд r1
вывод даш1:..Iх, п (.'11осо6- исправления обнару2кен11ых ошибок. В качестве первичного кода применяется стандартный код передачи данных СКПД
(ГОСТ JЗ(J52-G7). Исправление об!с!аружею,ых ошибок ОС)"Ществ.sяется способом реu:,ающей оr:ратн111! сnяз>1 с ожиданием передающей стан1~11ей
сит·нала 11од'1·и,,рж.дс-1шя от· приемнсй стан1~ии.
5. n абонентских пунктах АП-2, ТАП-2 и АП-З прнни><аемые данные не вьrводятся сразу на печать, а сначала записываются на перфоленту.
В дальней111см с 11ерфr.мент:ь1 может произnоднтьс~1 11счnтn ;I.анных:. Это отражено в графе «вывод~ таблицы.
6. Абонентский пункт АП-63 тхшо.~аrет выводить принимаемые данные па 24 вндеоте-рминальных устройства.
7. Абонентский •1у11кт АП-5 позволяет вводить данные с так назъ,ваемоrо жетона
-
nластмнссоnой пластины, на которой наассена постояа
ная информация, напрнмер номер рабочего места.
8. Абонентские пункты АП-1, АП-2 н ТАП-2 рассчитаны н;, ввод н вывод данных с перф01<~РТ, ~ысющих тол1>Ко краевую перфорnцшо.
00
....
Таблиц а 3.2
Тех11ические характеристики УПС ЕС ЭВМ
Тип УПС
Иид~кс ЕС ЭВМ Jстрана-и3rото-1 Скорость передачи, 1
витель
Под
Тип канала свнзи
\Способ ма-/ Дальность пере11ачи, 'IНСЛО
дуляцни
переприемных участков
«Моде'А-200»
ЕС-8001
СССР
До 200
тч (К и Н), физическая ЧМ
цель
«Модем-200»
ЕС-8001
СРР
До 200
То же
ЧМ
«Модем-200»
ЕС-8002
НРБ
До 200
-»-
ЧМ
До 12 участкоn
«Модем ТАМ-200,, ЕС-8002
ГДР
До 200
-»-
ЧМ
«Модем-200»
ЕС-8002
ВНР
50; 100; 200
-»-
ЧМ
«Мо,uем-1200»
ЕС-800Б
ЧССР
600; 1200
-»-
ЧМ
«Модем- 1200»
ЕС-800!',
СССР
1300; 1200
-»-
ЧМ
1
«Модем-2400»
ЕС-8010
НРБ
600; 1200; 2400
ТЧ {Н)
ДОФМ До 13,5 ТЫС. КМ
«Модем-4800»
ЕС-8015
СССР
2400; 4800
-»-
ТОФМ До 4 участков или ДО
СССР
б тыс. км
«Мо,'(е,А-48000,,
ЕС-8019
СССР
24 ООО; 48 ООО
Не,коммутируемый
ДАМ До 4 участков пли ДО
групповой тракт
б тыс. км
УПС-Ю'
ЕС-8027
НРБ
50-,1800
Некоммутирус)l!ая
-
До20км
физическая цепь
УПС-НУ
ЕС-8029
СССР
24 000-96 ООО
То же
-
До5iКМ
УПС-ТГ
ЕС-80.ЗО
НРБ
50-200
тт (Н), физическая
-
До 15 КМ (по физиче•
цепь
ской цени)
Пр и м е ч а •i и я: ] . Пр1111>1тыс сокращеншт: ЧМ чвс1·от<1:н1 моду.анция, ДОФМ - - двоi1пая отпоснтепьиая фазовая моду.аяц11я, ТОФМ
-
тройная от~,оснте.аlt!rая фазовая модуляция, ДЛМ - двойная а~ш.аитудная модуляция.
2. Дальность псrсдачн онр(,ло.аястся м.:шсима.аьно до11усл,мым ко.аичеством псрепрне,нн~х участков канала ТЧ, по 1шторому ведется пере
дача, а для УПС-НУ - расстоянием, перекрываемьш УПС при работе сигпапамн постоянного тока по фнз11ческим линиям и кабельвым парам
без реrе11срац1111 сигш1.аа II промежуточны;;: пунктах; J\Шl YIIC-ТI' указана далыюс-гr. передачи по физической цепи: в случае рабаты па каналу
ТТ да.аьносп определяется каналом ТТ.
с,;
,ё
t,$
,:
о
..
,;:
10
::: j'
"!:i
=
:10
t;
~
\О
"'
....
82
=~
,;
:,::
<Nc,
с, ос,с,
со
...
""'I.Q ф
ф
~g~~~
c:sr
с;,
:,::
t:!
\О ::So
а
аОс
:<:
,:,::
<.J .зg
=
::а
~
1
~ =:r-c_
=о
.,
:<::!!с:,с,
:,о
1
~ :s:.:8~
:,:: Е- .,
~ ::foo
~Е-:Е
:,:QOc:,
cs:i:::::'a
5 >-.8-
::f~. -
ifMOo
::f ~::: -
t--
t:!
t:!
ф
1
а
а
":!: ~
,:,:: :<:
"'
:<!
:i!
u:,
=·=
С<:,:,:
.с,
,...
-
•f--
t::{МФ - .ц 1::::!: = ,Q
r:::- :Е
~=
.,
=
::s :,: r:::::s=
:::::'f- а О)= :::.( °':,::
uu. -
~!3 Ui:;8
о
'..
~..
1-.
00"
00 ::s
===
,:::
,:,::
:;; <.J
:а,; ;;\
:,:: :,:
:,:: :,:
::i::
:,,: О)
=О) =
а,:;
с,; с
с., i:: .,
c..r::: t;.J ;:::...u
~ ~11:
.,;,-,,:..:'-'
:,:: t:! ., = :::;
:,:: >-, о
= ;,-, ,:; =,:;
u ,:;,-
U,:; t:U =
g
о ;,-.
>-.
t:: ==! ~
"
"
"
"
о
оос,
о
с,Q
о
с,
с--1_~_00_ "°--.
-
u:,,......... u::i--=l"'t..'j
"': О)
~О:!,О-;Ё- :. -
с.,~~~ С)~ "о
r::' ~' t:!'
~~
cuauou ou
~. щ:~;:щ~щ ~~
~ --~ .._. ..~. ._,
"'__,
о
с,
оо
8
ос,о
Csl Csl со
00
..,.
-
-
1
""
с561
J
о
о
~о
ф
С"!
о
"'
-
с.. с.. р..
::l,
u::сu
V
Vl:Qu
u
V
V
V
Csl l!'>
о
<:- '1 С"! со-:,
.., ..
-
-
--
0000со
00
uuuu
щщщ
щ
оос,
о
оос,
о
~ <:',!
00
о
"'1'
00
,.:.6о
""!'
'-'
о
С1)
С\') С1)
С1)
>,>,>,
>,
нентских nунк~ах ЕС ЭВМ
наиболее часть применя
ются носите.m информа
ции следующих видов:
перфоленты, 'перфокарты.
в том числе и с краевой
перфорацией, и рулонная
бумага, на которую про
изводится nечать данных.
Перфорированная лен
та в зависимости от при
меняемого машинного ко
да или · первичного кода
передачи данных может
иметь 7 или 8 дорожек
tпо числу информацион
ных элементов кодовой
комбинации) и одну веду
щую дорожку для протя
гивания ленты. Реже при
меняется перфолента с
пятью дорожками, рас
считанная на пятиэле
ментный телеграфный код
МТК-2. На перфоленте
заiшсываютс,я не симво
лы, а соответствующие им
кодовые
комбинации.
Каждая комбинация за
писывается в одном попе
речном ряду пе_рфоленты.
Единичному разряду ком
бинации соответствует на
личие отверстия, нулево
му разряду- отсутствие
отверстия. Образцы вось
миэ.1ементной и пят.иэде
ментной перфоленты по
казаны на рис. 3.2а и б
соответственно.
Перфокарта представ
ляет собой картонньtй
прямоугольник стандарт
ных размеров. Инфор~а
ция записывается в виде
прямоугольных отверстий,
пробиваемых в определен
ных местах поля перфо
карты. На поверхность
,"..,f.~i;~;:;.t;~:~~;~1J~1;;;;~iif;11
t;/ -: -·употребляются перфокарты, имеющие 80 колонок и 12 строк (ГОСТ .. : :. ~'
1-.
6198-64). Максимальное число отверстий на такой перфокарте ра:в-
,-~
;,, • но 80 -12 = 960. Единичный разряд, как и на перфоленте, запнсы-
.- - ;.\;
: . вает,ся пробиванием отверст.ин, нулевой - отсутсmием отверс11ия.
'. ,;;!,
f'-'
Между строками имеются по.ilя, на которых при .необходимости --'·: ·~
f, можно печатать симво.1ы записанных данных. На рис. 3.3 показан.~
•"0.''
80-колонная перфокарта. Перфокарты с краевой перфорацией, при- -'i?i~
f{ ~~~=:~ы:/н:~~!й ~~~~аi~~;;ф~:~;~:~~:и~=•п~т~р~~~-рстия на· )\(\~
••••••••
•• • •••••
...
..... ...... ...... ...... ,---------------,
••••••••••• ••••••••••••••••••••
•• •••
••••••
•••
•••
••
•••
•••
•
•
•••
•
•••
,.
.. . ... ..... .. ...
...
... ..
...
..
~
................................
·····························
•••••
• ••••
••••• ••
••••••••••••••••••
••
•••••••••••••••
••
•••
•
•••
•••••••
••
•••
• ••• • ...____...с...________;с.е-__,
п}
5)
Рис. 3.2 . Перфорированная лента:
а) восьмиэлементного кода; б) пятизлементного кода
Бумага д.rrя печати данных пишущей машин,кой или алфав,ит,;.;r
но-цнфрщ1ым печа'Гающим устройством (АЦПУ) ·имеет вид руло-':}
на с шир~иной носителя от 90 до 280 мм. На б,умаге печатаю.т,ся'\
символы первиЧ:Ноrо кода, кол·ичество которых в. ст-роке зависит·' •
от ширины и может достигать 106 символов. Предусм'Отрена воз
можность оолучен,ия до пяти копий печатаемого текста. Д.ТJЯ этого
применяс'l\сЯ спеп:нальная рулоНiНая бумага, между слоями кото•
рой помещается копирка. В отдельнЬiх случаях применяют бумагу
с предварительно заготова71енными таблицами или бла,нками опре
деленного формата н содер•жа1ния.
Наиболее ,ра·спространенными устройстваМ'н ввода-вывода ин
формации в абонентс-ких пунктах передачи да1нных являются элек
триче~ские пишущие мапrн~ти типа «Консул», «Марица» и «Зоем
трон», считыватели информацwи с перфоленты и перфокарт, .чен
точные н карт.очные перфораторы. Для примера рассмотрим ха
ра•ктер1истики и п,ринцип действия пишущей машинки «Кон
сул-26O» (ЕС-7172).
Маl(jснмальная скорость ввода и вывода информации состав
ляет 10 з1наков (кодовьrх комбинаций) в секу.иду. Оператор может
вводить да1нные с клавиатуры с любой, удобной д,1я неrо •ско
ростью, не превышающей этой максимальной величины. При вы~
воде пн:фор:маЦ'ни длительность цикла печати в1сегда постоянна и
равна 100 мс. Машин,ка имеет два регистра - в~:&н;ий и нижщнй,
На КОТОРЫХ ,размещается 46 Пар ПеЧатаеМЫХ ОИМ!ВОЛОВ - русские
<,yJJ .1Jа'I'н.н,ские буювы, цифры, энаК1н препИiНания, арифметические и
·'-- '1юNoмерческие знаки. Кодирован1ие символов осуществляется ста,н
\цартным кодом передачи ,11;ан111ых ГОСТ 13052-67. Восьмой эле
мент кажцой кодовой комбинации дооолпяет чисJiо единиц в ком◄
83
11.1
1
1
1
1
1
1·
1111 1
1
1
1
1
1
1
.
Н46,8101l14·15187D22242629ЭО31]43638404244.4648,о,25456~6БО62б46668·7D72747t78·ю
1101a11oooooloolloloo1oooollololoo800110101oolooloollDIDl001oolooloooooooooooooo
~ 1111 111f111 1111 11111111111111111111111111111 11,·11.11f 1111 1111 1l 11111 1J 11J1J111111 1
~ 22z1122112ill122222l122l2zz222l2llzz2222222z22122z2.22222222212 .222111222221222222 !.
~- з~эззэlзfззззэззlзззз~зззээlэз~зl1зззэlэзззз3эlззззэl3зJззэз1зэззэззззэзэзэзззз3 1
~-
44444444~l444444444444444444l4444444444l44444444444444444l44t4t444444444t4444444 j
~-
~ s555555SS5555ll5ss~slsssllssss1ssl5lls5s~l ~llsslsll555SISll55lsll55555sssssss~5 !
Е tбб66Б616&ББББББББIБББББББББ5l6566Б66i&6lбБlбБб6655бБIIБ6БББББББ&ББ556БББ5Б666&6 ~
"
~
1 ll777l77l77777777l77.r1пп11,771,н11111 111111Т111111.11111111111п11111111111177 ~
~ 11вв11s1в1ваtsе1вв1вв1вs&еlва1з1вв1ва1ввlаlезlsвlаs1авlе~эз1зв1ве1ввеввв&аа&еаеа ~
11418101214·tlt81D22Z42Вl83031•l4З6,118~о4ti4<N4А~о525t.56~60б2б•66687072.747678811
эз9999.9l9999999loэ99999i99l9999l99999ls,99999l~9l99l9999999l99l9995999999999999.
Рис. 3,3. Восьмидесятиколоннап перфокарта
би,нацин до Ч'еmого. Печать информации п,рmmооди'ГСЯ на рулою
шйриной 90, 200, 215, 224, 250 или 280 мм. В СТ~роке размещаетсs
до 106 печатаемых знаков и пробелов. Маш,И1нка позволяет по.лу•
чить до пяти копий печатаемого текста. По желанию- оnератора.
печать может осущест'Влятыся чернЫ!м или крас111ым Ц'Ветом. Иие
ется .возможность табуляции печатаемых данных, т. е. автоматиче...
с-к,оrо распределения информации по графам и столбцам таблицы
определе,нной заранее формы.
• u1·
BEJ В С:JШ
шшшшшшшшшш~~ш..1
.
1I1ШШШШШ[I]II][1]ШШШ~.
:mm[1]шшшшшшш[rнIJGJm
4J ~Ш~ШШ][[]ШШШ~Ш [?.:J у
4 z a---c.=JL..-_ _____ _ ,c;,J J
4
Рис. 3.4 . Состав и расположение клавиш клавиатуры пишущей ма
шинки «Консул-260»
Ввод и вывод информац·ии производя'Гся комбинациями двоич
ных сигналов параллелыного в'О'сымиэлементного кода. Напряже•
ние выходных и входных СИ!1Налов - 12 В постоянного Т·ока, дли
тельность выходных сигналов - аколо 20 мс, входных - окола
40 мс. Сигналы являются однололюонымн: еди.нице кодовой ком
бинации -соответс11вует наличие налряже,н,ия 12 В, нулю - отсуt
С'Гв-Ие напряжения. Все электр·ические цепи ввода и вывода инфор
МаIJiИИ раз1дельны и независимы. В режиме заготовки данных или
передаЧ)И с клавиатуры, когда требуется вести контрол.ь переда•
ваемаго текста, выходные цепи передающей части поразрядно со
единяются ,с вход,ны1ми цепями приемной час·ти.
Нводная или передающая часть пишущей машинки «К:он•
сул-260» состоит из кла1виатуры и комбИiнатора. Внешний вид кла
виатуры, состав и распол·ожение 1клав1иш показа,ны на рис. 3.4 .
Кроме клавиш печатаемых ,сим:волов кода, на клавиатуре имеют
ся: клавиша включения пишущей машинки 1; регистровые клави
ши 2 и 3; клавиши вюзврат.а каретки 4 •Н перевода строки 5; кла•
виша ,возвращения позиции печати на один шаг 6. К:ла11Уиатура мо
жет быть заблокирована посылкой электрического сигнала от
АПД 1или управляющего устройства АП при усло11ии, если: а) ма•
ши,нка работает в реж·име печати и.нформации, а передача с кла-
..
виатуры не ведет1ся; б) аппаратура передачи да.иных, принимаю
щая данные от пер·едающей ча-сти пишущей ·машИJнки, занята пе
редачей предыдущей информации и не гот()ва -к приему новых
ком-б~и:наций.
85
• J{6м6И1На-тор вводной ча-сти .ма~ки пред-стщшйет со~й систе-
му из в~осьми пар кант-актов, кот~орые замыкаются и размыкаются
в определяемом кодовой таблицей rсочетанни пр·и нажатии какой
либо кла:виши, кодируй те.м самым вводимый кла8'Ишей .символ.
Параллельн·ая восьмиэлеменmая комбинация с контаКТ'Ной си
стемы посту1Jiает .на выход пишущей машинки.
Выводная или прие·мная часть пишущей ,машинки «Ко.н
сул-260» содержит декод,ирующее и печатающее у,строй,ст,ва, меха
ниэмы протяжки бу1ма11И, с.мены регистров, табулятор. Принимае
мые от АПД или собствеНJной клавиатуры комбинации параллель
ffОГО кода декодируются декодирующим у,стройстuюм, представ
ляющим собой· матрицу с восемью входами. На .выходах матрицы
ВК;.'1Ючены э.1ектромагниты, упра,вляющие отпечаrыван,ием з.на·ков.
Каждой принятой ·комбинаци.и •Соответствует ~срабатывание одно
го определен,ноrо электромагнита, что обеспечю~ает однозначность
декодир-ова;ния. Ряд электромагнитов управляет служебными опе
рациям.и - переключением регистров, возвраrом каретки, ·перево-
дом строки.
В машинке использован способ печати типовыми рыча,гами,
общее количество которых ра,вно 46. На каЖ:дом рычаге укрепле•
ны типы двух реги:стров, верхнего и нижнего. Рычаг управляется
соб9твенным электромаГ1Нитом декодирующей матрицы. Приводом
ll'ИШущей машинки яв.1Jяется :электродвигатель, механическая энер
гця которого при,водит в дей.ствие все механи~мы машинки. Пи
•. таетея :электро.д-ви·гате."iь от сеrи перемен.ноrо
тока напряжением
220 в.
Для, считывани.я инфор~rации, записанной на перфоленте и.,~
перфокарте с краевой перфорацией, в ряде абонентских пунктов
применяется стандарт.изованное .считывающее устройство ЕС-6191.
В нем использован фотоэлектрический принци·п считыван~я. Лучи
света от осветителя падают на поверх~ность перфоленты или пер
фокарты и дале·е .на систему фотоэлементав, чи-сло которых равно
-чис.,1у н.нформационных дорожек перфоленты, т. е. разрядности
первичноrо кода. В зависимости от наличия или отсутствия отвер
стия на перфоленте световой поток, падающий ·на соответствую
щий фотоэлемент, nр,инимает маюсимальное или минимальное зна
чение, и на вы:,юде фотоэлемента появ.,яе'l'ся э.1Jеr...'"I'рический двоич
•. ный с-иnнад едИJницы ил-и нvля. Далее этот сигнал vсиливается и
irриоб.ретает прямоугольную форму, п,ос.ле чего поступает на вы
ход считывающего у,стройства. Проrя:ж:ка перфоленты или перфо
;карты может происходить в двух направлениях - прямом и об
ратном - nри нажатии оператором кнопки или по сигналу извне,
, н;~:nример от аппарат}1)ы передачи данных
а'бонентского пункта.
ОчJitывающее устройство имеет следующие характеристики:
Чис.10 информационных дорожек на перфоленте или
. перфокарте
с краевой перфорацией .
•
Скорость считывания, комб/с:
. ' в режиме 1 (собственно считывание)
5-8
отОдо40
86
в ре:щиы:е 2 (поиск
перфоленты).......
Уровень сигнала на выходе считывателя, В:
при ·считывании единицы
при считывании нули
Длительиостъ переднего и эаднего фронтов двоичного
сигнала на выходе фщосчитывающего устройства; мкс, ие
более...•
.
.
.
.
.
Ток выходного сиrиала, мА, не бoJiee .. . .
Напряжение питания считывающего устройства, В
То же, осветителя, В
Масса устройства, кг . . .
l(оэффициеит ошибок по эиакам при считывании, ие
более.........
Среднее время наработки иа отказ, ч
ДО 150
+12,6±0,5
- 1 2,6±0,5
(либо наоборот)
5
12
±12,б
6,3
2,1
J0-6
450
Протягивание перфоленты или перфо·карты в считывающем
устройстве ЕС-6191 производится шаговым трехфазным электро•
дв·игателем. Сигналом начала протяжwи является подача напря
жения питания на три обмотки двигателя. Изменение направJ~ения
протяжки п1роисХ:о.ц,ит при смене п-олярности питания обмоток.
Формирование питающих напряжений для двигателя происх·одит.в
эле,ктронном блоке считывающего устр-ойства, уп•равляемом кно!i~:
ками «вперед» и «назад» или внешними сигналами.
.,....,,.{.
Примером выводного уст·ройства для записи д,анных на перфО't
ленту или перфокарту с к,раевой перфорацией может служить пер~
форатор ЕС-7191, пр•именяемый в ряде абонентских п·унюов сов.•
местно со считывающим устройство•м ЕС-6191. Пробивание О1'Вер-.
стий в ленте или карте пр,оизводится механическим способом с П·О•
мощью пуансонов и ,матрицы, меЖ'ду которыми находится носи•
гель инфо•рмации. Вся кодовая комбинация записывается одновре•
менно, поэтому число пуансонов равно числу элементов комбина,
ции, т. е. разрядности первичного кода. Приводом перфо,рирующе•
го механиз,ма является а•синхронный электродвигате,1ь.
Управление пробивкой отверстий в соответствии с принимае•
мой кодовой комбинацией осущес11вляется электрюмаrнитами, на•
зываемыми кодовыми. В обмотки кодовых электромаnнитов по
дается ·непос,редiственно напряже•ние записы:ваемых двоичных сиг
налов. К:роме кодовых электромагнитов, в перфораторе имеются
электромагнит протяжwи и тормозной электромаruшт. Про-тягив,а•
ние ленты начинает,ся в момент появления У1Правляющего тока в
обмотке э,1ектрюмагнита протяжки; тормозной электромагнит, ера•
батывая, наоб:орот, останавли,вает ленту. Лентопротяжным меха
ни3,мом· перфоратора является шаговый Д;Виrатель, перемещаю•
щий лен-гу или карту на один шаг после за·писи комбинации. Име,
ется возмшюность возврата ленты на заранее заданное количество
шагов, от 1 до 25.
Записываемые комбш1ации могут поступать в перфоратор в
определенные моменты времени, когда продВижение ленты закон
чено, Поэтому в перфораторе имеется датчик состоя1ний, выраба
тывающий управляющие сигналы разрешения· вывода ннформа•
87
ции для аппаратуры переда,ги данных или ЭВМ. Пе,рфоратор
ЕС-7191 имеет следующие технические характеристики:
Количество перфорируемых дорожек иа перфоленте
или перфокарте с краевой перфорацией
Скорость перфорации, комб/с
Уровень записываемых двоичных сигналов на входе
перфоратора, В:
при записи нуля (отсутствие отверстия)
при записи единицы (наличие отверстия)
Напряжение питания электронной схемы и двигателя
.лентопротяжного механизма, В . . .
То же, асинхроиного двигателя привода
Масса-перфоратора, кг . . . . .
.
Коэффициент ошибок по знакам при перфорации, не
более .
.
.
.
.
.
.
.
Среднее время наработки на отказ, ч, не менее
5-8 плюс транс
портная дорожка
для протяжки лен
ты
до 33
о
12,6 или 27 при
токе 180 . или
90 мА соответст
венно
±12,6
220
6,5
3-10-5
450
В перфорат,оре ЕС-7191 имеется возможность провер.ки пра
вильности перфорации путем сравне,ния принятой кодовой комби
нации с ком·бинацией, фактически записа•нной на перфОJiенте. При
несо,вnадении вырабатывает,ся сигнал «Ошибка». Предусмотрены
также сиnнализа,ция об окончании зап·аса ленты и возможность
стирания информации путем перфорации отверстий на всех ин
формационных дорожках (~юм,бинация 1 1 1 11 1 1 1).
§ 3.4 . ВИДЕОТЕРМИНАЛЬНЫЕ УСТРОИСТВА
Вводно-·выводные устр,ойства, называемые видеотер·ми,налами
или дисплея,ми., наиболее удобны для ведания диалога с ЭВМ, не
поср€iдiственно или по каналу переда·чи дан1ных. Они поз,воляют не
rолыко вводить и выводить данные, но и аюти,вно вм.ешиваться в
эти процессы, а именно редакти,р·овать да.н,ные, стирать и заменять
их други.ми, и.з1м-енять формат и ра•сположе11ше иифор1м,ации на до
ыументе, ис•правлять ошибки, сделанные при вводе. Видеотер•мина
лы - это электронные устройства, работающие бесшумно и с вы
с,окими ,с,коростями ввода-вывода. К:а,к правило, пользование ими
не требует от оператора специальной подготоgки. Видеотерминалы
входят в состав абонентских пунктов перед:ачи да,нных ЕС ЭВМ
следующих типов: АП-50, АП-61 и АП-63.
Основой любого видеотерминального устройства является элек
ГJюнно-лучевая тр<убка, на экран которой выводятся (высвечива
ются) данные в в-иде алфавитно-цифрового теюста, реже - в виде
графиков, д•иаграм,м и т. п. На экра,не видеотер•м,и.нал,а отобража
ЮТ<СЯ данные, получаемые от ЭВМ, а та:кже да•нные, вводимые
операт-ор,ом в машинrу. Дан,ные, выводимые на экраJН видеотерми.
на.ла, долж;ны периодически, не менее 40-50 раз в секунду повто•
118
..
·ряться, чтобы у оператора создалось впечатление постоянности
изображения. Повторение ЩJ'ОИзводится из запоминающего устрой
ства, о·бъем па•мяти коrорою должен быть достатоЧ!ным для запо
минания всего ма,ссива информации, одн,овре:менно выводимой на
экран. Простейшие алфавитно-цифровые sидеотер,миналы не име
ют собс11венных за,поминающих устройств, а иопользуют оператив
ную память ЭВМ, со,вместно с которой они работают. В более со
вершенных видеотер1ми,налах п:овторение ос,уществляется из собст
венного запомИJнающего устройст:ва, а вмешательствю ЭВМ требу
ется только при выводе или смене всей информации или ее части .
.Выводимая на экр,ан :видеотерминала инфор•мация впоследст
вии стира·ется и за,меняется новой. Чтобы иметь возможность за
фmосирОtВать выводюмые данные та·кже и на бу,магу в виде печат
ноrо текста, в соста1в видеотермИ:нала обыч,ио в,водят печатающее
у~стройство, например пишущую машинку «Ко,нсул». По желанию
оператора весь текст, 011ображенный на э:К\Раие, л,iroo часть текста
Мiогут быть вЫlведены на печать. Все абонентские п,у:нкты, имею
щие Е/идеотерминалън,ое уст.р•ой•ство, снабжаюгся также печатаю
щим у,стройспюм.
В ,качест,ве вводного устройства в видеотерминалах обычно ис
поль~уется клавиатур,а. На клавишах ,раз:мещаетс,я стандартный
набор сим,волов, •напр•имер, стандартного кода передачи данных/
(ГОСТ 13052-67). :Кроме клавИIШ печатаемых символов и функ
циональных операций, клавиатура видеотер,минал,а имеет спе:
циальные ,клавиши для редактирооа:ния и исправления алфа,в•итно
цифровых данных, отображаемых ,на экране. Всего таких служеб
ных клавиш может быть от 16 до 32. Пр•и нажатии на отдельные
служебные клавиши выполняются следующие ,операции: переме
щение текст,а по стр•оке ,вправо или влево; пер'емещение отдельных
строк ил,и всего текста вверх или вниз; стирание ,символа, стр1жи
ил•и всей инфор,мации, отобра~аемой на экране; ВIВОд на освобо
дившееся ме,сто ,нового сиМJвола или строки; табул·и,рование выво-
димой ~на экран инфор1мации.
.
. Обмен
инф·ор,маUJией между видеотерминалом и АПД абонент
ского пункта веде'I'СЯ восьмиэл.емецтным кодом, обыч~но параллель
ными ко-мбинац1иями. Скорость< ввода-,вывода данных определяет
ся JQараюеристиками абонентсК:оrо пун,кта, в состав которого вхо
дит видеотер~мlliнал.
В настоящее время ,все видеотермИ1Нальные устройства, в том
числе и для абонент,ских п,у~н,ктов, разрабатываю'ГСя в рамках ЕС
ЭВМ. Основные технические характерист,ики в·идеотерминальных
устройств ЕС-7066, ЕС-7061 и ЕС-7063, входящих в ЕС ЭВМ, сле
дующие:
Размер экрана по диагонали, мм
Размеры рабочего поля, мм
Информационная емкость экрана, сим-
волы
ЕС-7066
430
32ОХ180
240, 480,
960
ЕС-7061
250
150Х200
960, 1024
EC-7Q.63;
250
150X20G
960, 1024
Размеры символа, мм . .
з,5Х2,5
3,6Х2,4
3,6Х2,4
Объем памяти запоминающего · устрой-
етва, дв. элем.
4096Х8
1024Х8
1024Х8
Число информационных символов кла-
1:шатуры .
94
64, 96
64, 96
Количество служебных клавиш
16
18
22
Максимальная скорость передачи дан-
ных;кБод....
500
100
100
Потребляемая мощность, Вт
250
320
380
Страна-изготовитель
СССР
ВНР
ВНР
f(роме тою, ограниченн,ое пр·именение нююдят и д,руrие видеотер
минальные уст,р·ойства, не ююдящие в номенкл,атуру ЕС ЭВМ
«Ряд».
§ 3.5. АБОПЕНТСIСИИ ПУНКТ ТАП-2
Абонвнтс:кий пункт ТАП-2 (ЕС-8502) предназ,начвн для следую
щих целей:
1) передачи •и приема данных 11,ри неnоср·едственной диалоrо:в,ой
овязи оператора с ЭВМ или двух операторов абонентских пу,нк
тов ЕС-8502 ,между собой;
2) .передачи или приема данных в системах сбора и,нформации
при сравнительно редком (•сеа,наном) поступлении больших масси
·вов данных, подлежащих пере.даче;
3) предварителыной заготовки данных на перфоленте или пер
фокартах для последующей передачи tИли для непосредствен,ного
ввода в ЭВМ с бумажного носителя.
Абонентский ·пункт ТАП-2 являет,ся •низкос1юрост:ны,м, так как
скорость передачи ero раВJНа 200 Бод. Это соот1ветствует скорости
в·вюда--,вывода в 25 зна1юв (кодовых комбmнаций) в секунду.
Ввод н вывод данных производятся стандар·тным восьм·иэлемент
ным кодом передачи дан'Ных С:К:ПД (ГОСТ 13052-67). Имеется
та•кже возможность работать кодами, содержащими 5, 6 или 7 эле
ментов в ком,бинащии. В этом случае комбинация допол•няется до
восьми элементов нутным количеством нулевых элементов. Пер
вым передает,ся м.11адший (-правый) раз,ряд комбинации. В аппа
ратуре ТАП-2 используется синхр&ный способ передачи двоич
ных сигналов по каналу связи.
Абонен'I'ский пункт ра·ссчитан на работу по следующим кана
.лам:
·по неко,м,мутируемым ил,и коммутируемым каналам ТТ при
скорости передачи 200 Бод (а,ппаратура УАТГ-48, ТВУ-12, УРАЛ,
ДАТА);
по некамму'I'ируемым или 1юммутируемым каналам ТЧ, имею
щпм двухшров-одное ил·и четырехшроводщое окончание и стан,дарт
,ные электр-ические ха,ра·ктеристиюи.
Защита информации от ошибок в абонентском пункте ТАП-2
осуществляе'!'ся ,на основе Рекомендации V41 М:К::К:ТТ. Передавае
мые да1нные группируются в блоюи длwиой 120 или 240 элементов
и кодирую'I'ся nиклическим кодом, имеющим образующее число
'911
(см.§ 2.5) 10001000000100001. При обнаружении
,.., .,, .m,.,,u на приеме весь блок стирается и заnраши.вае-гся вторич,.
но. Для преДJQТIВраще,ния вставок и выпадений все бщжи нумеру~
ются в порядке их ввода. Последователь,иоеть нумерации ·на пр,ие
ме та'КЖе проверяется.
• Для защиты от ошибок, возникающих не в канале, а в самом
абонентском пункте, например при перфораци·и или считывании с
перфоленты, используется восьмой пр,овероч1Ный элемент кода
С:КДД. Перед кодированием ци,кл,ическим кодом комбинации пер
ВИЧl!ЮГО кода проверяются на чeruoe или нечетное количество еди•
ниц, чем и обе-спечивается внутренняя защиiГа от ошибок. Пр1ове0
,1J.енные расчеты и из,мерения качест•ва передачи абонен'J'IСiюго
пункта ТАП-2 показывают, что коэффиц,юнт ошибок пр'И такой си
стеме защиты не mревышает 10-6 по знакам или байтам. Подроб
нее процедура обнаружения и и-справления ошибок будет рассмот-,
рена ниже.
В качест,ве носителей информац1rи в абонентском пу;нкте ТАП-2'
использ~ую-гся: ста,ндарт,ная перфорированщая лента с кm11Ичеством
И1Нфор1мац,ионных дорожек 5, 6, 7 или 8 плюс транспортная дорож
ка; перфокарты с юраевой перфорацией, wнформация на которых
записывается байтами, т. е. восьмиэлеыентными 1юмбинациями~
ру.1онная бумага шириной от 90 до 280 мм и ма,ксимальны1м mr,с
лом печатаеыых знаков в строке 106.
В состав абонентского пункта ТАП-2 вхадят
устройства и механизмы:
.
блок управлени,я и защиты от ошибок ТАП-2/А для варианта
с пишущей маши.нк·ой или ТАП-2/В для варианта без пишущеit •
машИJНюи;
устройство преобразования сигналов телеграфного типа
УПС-ТГ (ЕС-8030) при работе по коммутируемым и некоммути
руемьnм канала·м ТТ или модем ТАМ-200 (ЕС-8002) при работе
по коммутируемым и некоммутируемым каналам ТЧ;
электрическая пишущая машинка «К!он·сул-260» (ЕС-7172);
устройство в:в-ода Н1нфор,мации с перфоленты и карты с краевой
перфорацией (ЕС-6191);
• у-стройство вывода информащи,и на перфоленту и карты с крае-
вой перфора!Jiией (,перфоратор) (ЕС-7191);
перего,в•орно~rвызывное устройство;
телефонный или телеграфный аппарат.
Весь комплекс перечисленного оборудования абонентского·
пункта ТА:П-2 ,може:г работать в одном из двух режимов: местном
и линейнQм. При работе в местном режиме вы11олияются следую
щие операции:
.,
а) печата'ние буювенно-цифрового текста на пишущей машин
ке, для чего клавиатура машинки элсктриче,ски соединяется с
приемной частью машинки;
б) подготов,ка информации на перфоле,нте или перфокарте с
краеоой перфорацией. К.лав-натура машинки соещиняет-ся с вывода
ным устройством ЕС-7191 (перфоратором). Вводи.мые оператором
1n
,с кла,виату-ры StНа'Кlи фиксируются на перфоленте или ·карте в ви
де .ооответ~ствующнх юо,zr;овых комбинаций ,кода СКПД;
в) копирование перфоленты или карты, осуще,ствляемое при
-соединении вво.дtооrо у,ет~рой>С11ва ЕС-6191 (,счН1Тьrвателя) с перфо-
-ратором ЕС-7191. Для получен•и.я неско-ль~их юопий перфоле,нта
·или карта э,а,кладывае11Ся в считыватель несколыrо раз или много
-кратно возв~ращается в исходное положение юнопкой «<назад» ·счн
ТЬllвателя;
r) печата,юие информации, записанной на перфоленте и•лн кар
-те, произ~одится путем соединения считывателя ЕС-6191 с прием-
1юй частью п-ншущей маши,нки. Воэмож,но также 0~дновремооное
·получение копни перфоленты или пе.рфоюарты, для чего парал
·лелыно цепя,м лрие.ма машин-кн подключаетс·я перфоратор ЕС-7191
(т8!К "Называемый 111юй1ной режим);
д) п·роверка перфоленты -или перфокарты .на безошибочность.
'При этом юодовые rомб~инации, заnисан.ные на носителе, посту
nают со считЬ11Вателя ЕС-6191 в блок уi)]равлен,ня, где подсчиты-
1Зается количест.во единиц в .каждой комбинации. При ,нече'ГIНОМ
-резу~.льтате комб'инация сЧ1Итается безошибочной, при четном -
.
вырабатывается си.гнал «Ошибка». Блок управления .при необхо
JJIИ~М()сти позволяет осуществлять ,и обратную проверку, .1югда ко
л•и'Чество едИIНиц в безошибочной комби.нации четно.
·в :мест,ном .режиме устройс'I'ва защиты от ошибок :и преобраэо
-вани-я си,гналов абонентского пункта, а также ка1нал связи в рабо
те не участвуют.
Об'Мен данными с дру11им абонентским пункrом или ЭВМ про
·из~водитоя в линеЙ'JЮМ режи,ме и включает в себя следу:ющие -опе-
-рац.ИIИ:
/
а) вызов и уст.ЗJНовление соещИ'Нения с противополож•ной стан
-цией передачи да,нных ·или по каналу ТЧ с помощью телефонного
,ап,па.рата, или по каналу ТТ с помощью вызы,вных устройств
УПС-ТГ;
б) ведение служе1бны•х переговор·ов операторами по телефону
.либо ,об~ен авт-оот.вета.ми П1р'и работе по ка,налу ТТ;
•в) передача или прием да•нных отделнным,и блоками дли-ной
120 или 240 элементов с защИ'l'ОЙ от ошибок, возннкающи.х в ка
-нале связи, вышеуказан.ны·м способом; преду-с:мотрена также воз
·можность передачи и без разделения да1нных на б.rоки, в так на
_зы!Ваемом «прозрачном» режи,ме;
r) ,отбой и разъеди~Нение соединения после оюончан.ия сеанеа
передачи данных; в сосrrояние отбоя абонеН'l'Ск•ий П}~нкт переходит
·под деЙlств,ием сиmала как передающей, так и mриемной станции,
т." е. эдесь предую:мотрен односторонний отбой.
Лнней·ный режим работы ТАП-2 имеет ,wве раз1новид-ност,и: с
. ручны:м
обслужи,ва,нием и с автоматичесК!ИМ обслужИ~Ва:нием. В ре
жиме ру11ного обслужи.вания обязательно при•сутст,вие операторов
rna обоих станциях, вызывающей и -вызываемой. Операторы вруч
ную переключают абонентсюие пункты в реЖIИМ передачи или прие
ма после установления соединения, а после оконча1ния сеа·нса пе-
!92
•
редаЧ'И да'НIНЫХ дают си!1Нал отбоя. При работе в а1Втоматическом
линейном режиме вызываемая ста·нция может быть необслуЖiи•вае·
мой. Бели у,станавливае11ся ооединен·ие от ЭВМ .к абонентскому
пункту, то обе станции - вЫ1.ЗЫ1Вающая и вызываемая
-
рабQ
тают автома11ически, без участия оператора.
Прекращение п~редачи данных и отбой моr,ут прои,сходить не
тол:ь.1ю по желанию опер•аторов, но и в аварийной ситуации, а
именно при:
пОJLном пропадани1и или енижении еверх уста•новлен,ной нормы
несущей час't'ОТЫ в канале ТЧ, длящемся более 10 или 20 с;
передаче от станции, ведущей ПJ)'ием даюных, неско•лыких слу
жебных си11налов «ошибка» подряд, т. е. при обнаружени<и этой
ста1щией нес,юл.ьких ошибочных бЛ101юв подряд;
приеме блока с не.rrравилнным порядювым номером ('вставка
или выпадеНJие информации).
Во всех переч·исленных ситуациях происх•одиrr И\1IИ разъедине
ние овязи по каналу ТЧ, если трубка служебного телефонного ап
парата абонентского пу,нкта положена ,на рычаг, или переход в
режим служебной телефоюной овязи, есл·и м,икр,отелефонная труб
ка енята. Одновремен1но включае'!'ся а,вар1ийная сигнализация або
нентского пу1Нкта, свеrовая и аку~стИ'Че(жая (з,в·онок).
Как уже указы1Валось, для,на бл•ока в аппаратуре ТАП-2 со
ставляет 120 ил-и 240 ·информациоН!Ных элеменrов, что соответст
вует 15 или 30 байтам ('восьмиэлемен'l'ным 1юдовым комбинаци
ям). Наря,ду с информационными элементами в блок включают
та,кже служебные, защитные элементы: четыре элемента поряд
кового номера блtжа для обнаружения вста,вок и выпадений;
шестнадцать элементов, представляющих собой остаток от деле
~rия информациоНJНых элементов и э.11емеитов порядкового номера
на образующее число циклического кода МККТТ. Порядковые но0
мера п:рисваиваются ,блокам ,следующим образом: А, В, С, А, В, С,
А, ... Эти номера закодир,ованы такими четырехэл,емент111ыми ~.ом
б111нациями: А - ОО11, В - 1ОО1, С - 11ОО. Соой собствен
ный номер О 1 О 1 имеет и служебный си,нх<роблок, передаваемый: в
начале сеанса связи для фазирова·ния прием1ной станции. Тан;им
образом, полный блок, включающий в себя шнфор,мационные и
служебные элементы (рис. 3.5), имеет длину 140 или 260 элемен
тов.
В процессе работы або!Не1Н1'ский пу,нкт ТАП-2 обменивает•ся с
противоположной ста1нцией следующими служебньщи комбина
циями кода СКПД:
СИН (,синхронизация) - О 11О 1О О 1,
КП (конец передачи) -00100001,
КТМ («Кто там?») - 10100000,
ДА (подтверждение) - О11ООООО,
НЕТ (отр1Ицание) - 1О 1О 1О О 1,
APl (первый авторегисгр) - 00001001.
Сочета·ния перечи•сленных служебных комбинаций служат для
обозначения и управления такими операциями:
93
APl, КП (ОООО1ОО1ОО1ООООl) являются сиf'Налом отбоя,
по которому производятся разъединение связи и освобождение
ка,нала и приборов коммута-ции;
APl, СИН (ОООО1ОО1О11О1ОО1) пере,даются во время пе
рерыва в передаче да,нных с целью сохранения синхронности и
ПopRIJкo&Jd
ДaNнl;le
ПроВерочнме
алемент~,
номер
(12.О uл11 Z40влементФ) (!8 злементоВJ
(4.элеменfflQ) .
Рис. 3.5 . Состав пoJIНoro блока данных абонентско
rо пункта ТАП-2
сннфазности, у~станов.11е1Нd3⁄4ЫХ ранее между двумя станциями. Под
робнее поря:Цо·к обмена служебными комб·mнациямн будет рас
смотрен ниже.
-г------------------~
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
~------------------~
Рис. 3.6 . Структурная схема абонентского
пункта ТАП-2
Структурная схема абоне,нтскоrо пункта ТАП-2 (рис. 3.6) со
держит у,стройство управления и защиты от ошибок, представ
·ляющее -собой элект-ронн,ую схему, периферийные устройства (счи
тыватель ЕС-6191, перфоратор ЕС-7191, пишущая машинка «Кон·
сул-260») и у•стройстоо п,реобразова,ния с-игналов (УПС-ТГ И.'IИ.
«М-одем ТАМ-200»). Назначеняе и пр·ннцип деЙС1'ВIН·Я периферий
ных устрой,ст'В был·и ра,ссмотрены ныше, в § 3.3, а устройст,ва пре
образования сиnнал,ов опи•сываются в следующей главе. Поэтому
здесь следует в основ,ном познакомитнся с соста!ВОМ и назначени~ .....
е-м у,строй-ст·ва управления и эащяты от ошибок. Это устройство· \~
(Н'а рИс}1НКе оно выделен'О пунктир•ной линией) состоит из блока
периферийных устройств БПУ, бJюка управления и индикации
БУИ, 6лока защиты от ошибок БЗО, бдока устройст.в прео.бразо-
ва1н.ия сигналов БУПС и блока управления передачей БУП.
-·~
Блок перифер1иirных устройств БПУ осуществляет управление •
работой считывателя, .перфоратора и пишущей машинки, т. е. уп- . •
рамяет в•водом-выводом данных. В местном режиме БПУ рабо-
94
/i;~? ~~:::·:f\i~\jj;:~( ~\ ~·; ; ; ~.,);?/?~ -> < .(;_~} ~/;/?i}\~~·P 1\., ~:J{. i;;: ;-< ~~-- •
·,---;,; .. _: :,.;:
1
:(:'','.;_,_.,_.._,. /,"·
',:: ..
':->· / :._
:._.,
..:
_·.. ,
.:-
,,: :.:.. '.· ',:. :·
.,_,
: С:.·,с .. •,. ,,••
ви~снмо Ф ·остаJi~п... х. (S.лоК'Ов· в,ка,нала::~вяэв. rip-J,J.,paбot:eC._
l.' .\} ___ __
..
.
м режяме БПУ обменивается И'Нформ:ац,ией ,с блоком:
f:;,:I:jf~щиты от -ошибок и далее с n:рот·и,воп,олож-ной ста1Нцией. Уnравле-
1\:,· цце блоком БПУ и, следовательно, периферий-ным•И; у,с-гройствами
i'<; ·'1 ·лвнеАном режиме осуществляет блок управления передачей
(;, Б}IП. Во всех •реж.имах в блоке БПУ nроиз-води'l'IСя контроль ком
<:,:: бн:наций первичного кода СКПД на чет,н,ое -или нечеr,ное ко.'l'ИЧест
~;,<_»о единиц.
' > • Блок управления и индикации БУИ обеспечивает контроль за
работой абоненте-кого пун·кта, что дает возможность оператору
вручную выбирать режи,м работы, •изменять длину бт:>ка, СТIИрать
~~'писа~1шую ~на перфо.11енте ,информацию, п•рерЪI1Вать передачу д:а\Н-
'
ньrх в режиме ожидания, nроверять адреса вызываемых абонент-
1·
· , citиx пу.нкт-ов и т. n. Световые юндикаторы б.'lока управления и
'
•• индикацlИИ сиrналиэ:ируют о режиме работы ТАП-2,
аварнй~ном:
сОстоянии связи, поступлении сигнала вызова, ,включении истоЧtни
К()В ПИТ3'НИЯ.
Назначение блока защиты: от ошибок БЗО в режиме переда-
-
tJИ .да1Нных заключается в код'liровании посту,пающей от БПУ ин
формации циклическим кодом МККТТ, т. е. в формир()вании пол-/
• ной кодовой последоватеJIЫiости дa,}ll}lыX, включающей эле.менrьt',
порядкового номера, информационные и проверочные элементы>
В режи,ме n.р·иема данных блок защиты от ошибок проверяет при
нятые данные на без.ошибочность, проверяет порядкО'Вый номер' и
выделяет те информационные элементы, которые в дальнейшем
выводятся на пер'иферийные устройства для перфорации и печати.
Влок устройств преобразования сигналов БУПС осуществляет
соr.ласова,ние параметров передаваемых и принимаемых с1иrналов
на стыке между устройствами защиты от ОШIИбок -и устр·ой'Ст.вами
пре-образ-ования сиnна.11ов УПС-ТГ или «Модем-200» (ТАМ-200).
Цепи обмена инфор1мадией и служебными с'иnнала.ми БУПС стан
дартизованы в соот,ветс11вии с Рекомендацией V41 МККТТ по свое
м,у з,нач,енню, ну,мераIIJИИ, напряжению сигналов обмена и сопро
тивлению .на входе и .выходе согласуемых у~ой,с11в.
Основным узлом структурной схемы абон~тского пункта явля
ется блок управле-н~ия передачей БУП. Как видно из схемы рис.
3.6, этот блок управляет работой всех остальных устройст,в або
ненrеюого пу~нкта и обеспечивает их вэа-имодеwствие nр·и работе в
''
юtней,ном режиме. Основными функцияМJи БУП являются:
генерап:ия и передача в кана.11 служебных коМбИJнаций, ис.поль-
• эуемых при уста'Новленwи связ·и, выборе рсж•кма работы и переда
че И1Нформации СИН, КП, КТМ, ДА, НЕТ, API ·и сочетаний этих
,•
комбинаций;
р'асnознава-нне (дешифри.ровапие) служебных юомбинаций в
пр,икимаемой Н1Нформ:ации и переключение в соо.т,ветс11В1Ии с этими
•· ' комбинациями режима работы абонентского пун~кта;
_
ст-ирание информации, nри,нятой с ошибками, 'tt передача за
проса на повторение .ошибочного блока данньtх;
.,
;nовтореН'И,е ра,нее nереда,нного б,rока по сиr~нал,у запроса;
95
установлеwие авар'ИЙ'НОЙ ситуации в случае поступления более
чем шести зап.росов подряд, наруmеН1нн порядка нумерации бло
ков да,нных или пр·опадании (занижении) уровня несущей на вхо
де абонентс~оrо пункта.
Процес,с об,м,ена информа~ией между блока.мн БПУ, БЗО в
БУП :мюжн~о лояонитъ, nольз~ясъ стру,ктур1ной схемой рис. 3.7 . Да,н
ные, поступ·ающне от усrр'Ойств ввода через БПУ .параллельными
ко:м:6инация:м:и кода СКПД, записываются в ре·rистр А блока БУП.
5Пfl
- --- --- ---- ---
1
1 Прием
1
1
8
1
п. еt1ача
1б!/П •
1
L--------------.l
530
Рис. 3.7. Структурная схема блока управления пе
редачей БУП
В этот же регистр записывают.ся служебные ком·би.нации, выраба
тываемые. генератором: сл·уже.бных знаков ,при установлении соеди
неШIЯ, фа:зирован•ии юrи ож,и,да1Н111и. Пра•вилыюстъ записыв·аемых
юомбВJНаций ноорерЬDВНо кант,ролируется схемой нюнт,роля регист
ра А по пр'Изнаrшу Че'l'!JЮСТИ ·или нечетности юоличества еди,ниц в
комбннацИ'И. Дал-ее яяформационные или служебные комбинации
через penrcтp В последовательным кодом: пере1дают<:,я в запоми
нающее у~ст-ройст.во БЗО, где кодируются циклическим кодом.
В режиме приема из бло.ка БЗО принятые и выделенные ком
бина~и восьмиэлемению110 кода СКПД последовател1,1но записы
ваются в регисТlр А, а затем пере,п11сываются .в .регистр В, откуда
па.раллельным ко~ом ВЫIВОLЦЯТСIЯ в БПУ 'И далее - на устройства
вывода (tПе~рфоратор или пишущую машИJнку). Контроль принятых
ком:·бинаций по rnриз,наку четRости ил•и нечетности осуществляет
ся ·в схе·ме контроля регистра В. К разл•иЧ1Ным точ~каи схемы под
ключены оптичесК'Ие индикаторы блока упра1вления ·и индикацв-н,
сиnнализ,ирующие о правилыности п:рохожrдения инфо,рмации и ре
жиме ,р,аботы абонентского пункта.
Оргаmы уоравления и ·индикации абонентского пункта ТАП-2
сос,редот-очены на па.ими управления (1р·ис. 3.8). В состав органов
управления и и,ндикации входят переключатели П 1 -П4, свm~:аль
ные лаuпы Л 1 -Лg и ю1юпки со вст.роеюны-ми в них сигнальными
9i
лаМ,пами, загорающимися при нажатии 1шопки и гаснущими при
ее отжатии. Назначение !Урганов уruравления и индикации 'следую
щее. Псреключатсля,ми П1 и П2 оператор у,rтанавливает нужный
режим работы абонс-нт,скогn пункта. В положении Коп переклю
чателя П 1 -ТАП-2 работает в местно:м p·eЖIP,re, т. е. включаются
вводно-вывоД!пыс у,ст•ройстnа и осуществляется заготовка данных
на перфоленте или нерфnкарте, копиро
вание перфолспты или печать на пишу
щей :машшже. Переводя переключатель
в положение Передача или Прие.м, опе
ратор устананлинает необходимый линей
ный режим для обмена данными. При
установлении П1 в положении Авт або
нентский пункт переходит в автоматиче
ский линейный режим работы, когда об
мен информацией ведется под управле
нием противоположной стапции без уча
стия оператора ..
Переключатель 112 имеет три положе
ния. В положении Тел ТАП-2 обеспечи
вает шш1ь недение служебных перегово
ров, вызов, установление. соединения и
отбой. Перегоноры можно вести как с по
мощью телефонного аппарата (при рабо
те по ка палу ТЧ), так и телеграфным ап
паратом,
устана13ливаемым рядом с
ТАП-2 (при работе по каналу ТТ). В по
ложении П2 - Д ан.н.ые ведется передач а
или прием данных с защитой от ошибок.
Перенеля переключатель JЗ по,чожение
Ожид, оператор временно останавливает
перелачу, например, для смены перфо
ленты. При этом абонентский пункт оста
ется н режиме Данные, а по каналу пере
дается синхронизирующий служебный
сигнал APl, СИП. Сигнализация о режи
ме работы абонентского пункта осущест
1!3 •
1J8 е7
W<•@- ,~. ,
~
П4
Ailpt:c Пр/1. vem 26'/J flроlлент
[dDjj)jJ
~
Cfvm llиш. JtlШll ll(!pifJ •
600
Нщштт С.Лоdо :J/1(/,r
fla) !IQ$ ~-
"t::: ADиplUI у
@@
llf)ll1,1,1vPnЛ~tm1
А6т•
•коп.
Пr
Сеть Оы:юd Данные ОжшJ.
(&) @@@
Данные 8
Тел~Ожvи
\LVпz
вляется лампами Л1 -Л4, имеющими со- Рис. 3.8 . Расположение
ответствующие надписи.
Переключателем П3 производится вы
бор признака, по которому комбинации
первичного ко;~,а СКПД проверяются на
орrа1Нов улравления и
и1НДикации иа панели
улравления абонентско-
го пуикта ТАП-2
безошибочность - четного или нечетного количества единиц n ком
бинации. В среднем положении Без проверка не производится. Пе
реключатель П" служит для установления требуемого количества
элементов в комбинации в зависимости от выбранного первичного
кода. При работе кодами с числом элементов от 5 до 7 каждая ко
довая комбинация дополняется до восьмиэлементной нулями. Ос
новное положение переключателя П1,._ - 8 .
4-130
97
·Йосемь кнопок Адрес, ;ржположен1ных в лев·ой части панели уп
равления (,ом. рис. 3.8), служат для идентификации вызванного
абонент,скогQ пункта при работе по к,оммутируемы.м каналам ТЧ
или ТТ. Перед началом передачи данных оператор должен убе
диться, что сосдине,пие уста,новле•по именно с нужным ему абонен
том. Для этого он набирает с помощью кнопок Адрес условный
шифр требуемюго абрнента, заранее пр,исвоенный этому абоненту.
Шифром ямяется любая комбинация восьмиэлементноr,о кода
СКПД, креме комбинаций АР!, КЛ, КТМ, ДА, НЕТ, СИН н ПУС.
Нажатие любой из кнопок Адрес соответств•ует единице в данном
раз·ряде комбwнации, отжат•ие - нулю. Далее оператор вызываю
щей станции передает служебную комбинацию КТМ («Кто там?»),
приняв которую вызываемый а6онент,ский пункт автоматически пе
редает свой шифр - восьмиэJ1емепт,ную комбинацию. В вызываю
щем пункте произ,водится а·втоматическое сранпение полу~енпой
комбинации с комбинацией, набранной кнопка.ми Адрес.. Если
:~юмбинации ,совпадают, вызывающий абонент,ский пункт переклю
чае11ся в режим передачи да,нных, если нет, пс,рсходит в режим
служ,ебн,ой связи Тел.
Остальные кнопки панели управления имеют следующее назна
чение: !QНОПКОЙ Пров. чет включается схе.ма проверки перв·ичной.
комбинацим на чегное (или нечетное) количество единиц; при
обнаружении ошибки загорается встроенная ,в кнопку лампа
Ош. чет; кнопкой 260-140 выбирают длину блока данных; КIНОП
в;Ьй Проб. лент - Стирание выпускается ч•иста,я перфолента из
перфоратора (,в режиме ожидания) или выключае'l'СЯ з,вонок (.во
всех других режимах); юнопкам1и Счит, Пиш. маш и Перф вклю
чаются ооответствующие устройства ввода-озывода данных; к,ноп
кой Прозр - И сп. лент абонентский пункт, р.аботающий .в ли,пей
ном режиме, переключае-ося в «прозрачный» режим передачи дан
ных (•см. выше), а в ме,стном режиме исправляет,ся (забивается)
ошибка ,на перфоленте; кнопкой КЛ - Слово в линейном режиме
передается служебная комби,нация КП (конец передачи), а в ме
стном режиме перемещае;гся перфолента до очередного слова тек
ста; кнопкой АР1КЛ - Знак в линейном режи,ме передаются слу
жебны·е комбннац-ии APl и КП (сигнал отбоя), а в ме•стном р·еж,и
ме перфолента перемещас'!'ся -на оД;ну комбинацию.
Аварийные лампы Л5-Л7 включаю1'ся в следующих случаях:
лампа Л5 - при выходе из строя устройств ввода-•вы,вода, окон
ча,нии запа,са перфоленты, ·обнаружении ошибки по признаку чет
ности ил.и нечетности в комбинации, псредаваем,ой с,читывателем;
лампа Л6 - при пропада,нии уровня несущей на входе приемной
части устройства преобразова1ния сиг,налов; лампа Л7 - при на
руше.нии по.рядка нумерации в принимаемых блоках данных. Лам
па Л8 - Вызов загорается при поступлении от устройства преоб
разования си11Налов УПС-ТГ или ТАМ-200 служебного сигнала в
случае, е,сли на УПС постушил вызов с противоположного або- •
нентского пункта. Лампа Л9 сигнализирует о включении напряже-
98
ния сети для питания абоне,нтского пункта. Включение пита,ния
uроизводится тумблером, находящимся в нижней левой частu па
нели у~нравления (,см. рис. 3.8).
§ 3.6 . АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ АБОНЕНТСКОГО ПУНКТА ТАП-2
Передача данных между дву11я абонентски:-,ш пунктами ТАП-2
или между ТАП-2 и ЭВМ представляет собоi'1 слож,щ,1й процесс,
складывающийся из многих операций, выполняемых автоматичес
ки или под руководством оператора. При этом предусматривается
множество ситуаций, которые магут существенна затруднить об
мен информацией, если их заранее ,не учесть при выборе алгорит
ма работы абонентскога пункта. В этом па,раграфе рассматрива
ются основные операции по установлению соединения, вхождению
в связь, передаче и приему данных, абнаружению и исправ;1ению
ошибок, контролю работы и разъединению соединения ;,,~ежду
абонентскими пунктами. В ходе изложения будут использоваться
общие сведения, пр,иведенные в § 3.5 .
Перед началом сеанса связи абонентский пункт может быть
установлен в местный или линейный режим работы. Если опера
тору нужно передать данные, он переключает абонентский пункт
в линейный ручной режю1 переключателем П2, устанавливая его
в положение Тел. При этом включаются УПС и служебный аппа
рат оператора, тел.ефонный или телеграфный, в зависимости ·от
того, по какому ка·палу предполагается вести передачу. Если
• ТЛП-2 включен в капал ТЧ, оператор снимает мuкротелефо1-1ную
трубку, набирает нужныi'1 ему номер и устанавливает соединение
обычным для телефонной связи способо11. Если абонентский
пункт включен в неком11утируемый канал ТЧ, то набора номера
не требуется, а соединение устанавJIИвается с ·помощью переrо
ворно-вызывного устройства ТТН-4800, входящего в состав або
нентского пункта. При работе по коммутируемому каналу ТТ для
вызова и набора номера используются кнопки и номеронабира
тель УПС-ТГ типа ТТХ-200. Установление соединения на неком-
1,утируемом канале ТТ производится с помощью органов управ
ления УПС-ТГ типа ТТВ-200. Можно также устанавливать сое
динение по каналу ТТ, пальзуясь вызывным прибором служебного
телеграфного аппарата абонентского пункта. В случае занятости
канала или вызываемого абонента оператор вызывающего або
нентского пункта получает соответствующий сигнал и повторяет
попытку установленип соединения.
После установления соединения операторы ведут переговоры,
пользуясь служебным аппаратом, телефонным или телеграфным.
На коммутируемой телеr,рафной сети переговорам предшествует
обмен автоот~ветами с помощью автоответчиков телеграфных ап
паратов. В ходе переговоров определяются очерещюсть передачи
данных, формат сообщенип (длина блока), способ проверки пер
вичных комбинаций (четность или нечетность}, если эти парамет
ры не были заранее обусловлены. Алrорив1ы работы двух абоvент-
4*
99
ских пункТОJ!I при установлении соединения, ведении служебных
переговоров и передаче дан.ных, а также вознике.rощие п,ри этом~
ситуации п-оказа,ны на ри·с. 3.9 и 3.10.
Затем оператор передающего пункта переводит переключа
тель П1 в положение Передача, а оператор приемного пу,нкта -
,,А6ари11"
Остино6ки
66а8и
8 канал
Рис. 3.9; Алгоритм работы nередающеrо абонент
ского пункта ТАП-2
в положение Прием. Тем самым подrотав.rrивается режим переда•
чи данных. Оператор передающего пункта включает также ввод
ное устройство - клавиатуру пишущей машинки или считыва
тель. В последний закладывае11ся перфолента или карта с подго
товленными для передачи данными. Переводом переключателей
П2 на па.нелях управления операторы устанав.ТJивают режим пе
редачи и приема дан-пых. Пос.,е этого аппаратура абонентских
пунктов начинает работать автоматически. Иск.ТJючение состав-
100
11
ляет лишь ручной ввод данных, если он производится с клавиа-
туры пишущей машинки.
-
Абонентский пункт, находящийся в режиме «Передача», пере
дает в УПС и далее в канал служебный синхробл-ок, имеющий по
рядковый номер О 1 О 1 (см. рис. 3.9). Принимающий пункт, рас-
ИJ ханала
r,раВ11лж.
Намвр непра811пьный
Блок с ошuоками
Бмк оез ошuоок
8 l((tH(tЛ
Рис. 3.10. Алrоритм работы приемного абонентского
пункта ТАП-2
шифровав порядковый номер, определяет служебный характер
• блока и перею1ючается ,в режим фазирования. За нремя приема
информационной части блока, представляющей собой чсредvю
щиеся нули и •единицы, происходит фазировапие по элемент·ам.
Проверочная часть блока, имеющая всегда один и тот же вид
ОIО1ОООО1ОlОО1О1, предназначается для установления цик
Jювого фазирования. Если синхроблок при,нят с ошибкой или син
хронность и синфаз-ность не установлены: по другой причине, оба
абонентских пункта возвращаются в режим служебных перегово
ров, как это показано на рис. 3.9 и 3.10. Операторы производят
101
фазироеание вторично, пере1юдя переключатели П2 в положение
Тел, а затем в положение Данные.
•
При установлении синхронности и синфазности принимающий
абонентский пункт вырабатывает сигнал подтверждения для пе
редающего пу.нкта. По этому . сигналу передается первый блок ,
данных. При передаче блока данных выполняются следующие
операции:
•
на считыватель или передающую часть пишущей машинки по
сылается сигнал разреше.ния ввода;
со считывателя или пишущей машинки в регистры блока _БУП
и далее в блок защиты от ошибок поступают 15 или- 30 комбина
ций первичного кода СКПД ( 120 или 240 информационных эле-
ментов блока соответственно);
,
в схеме контроля БУП (см. рис. 3.7) вводимые комбинации
проверяются на четное или нечетное количество единиц;
в блоке БЗО формируется полный блок циклического кода, со
стоящий из порядкового номера блока О О 1 1, •информационных
элементов и проверочных элементов, полученных в результате
деления на образующее число (см. рис. 3.5);
пошrый блок циклического кода передается из БЗО в устрои
ство преобразования сигналов УПС и далее - в канал.
После передачи первого блока вводные устройства останавли
ваются до получения от противоположной станции. сигнала под
тверждения. Все это время переданный блок хранится в запоми
нающем устройстве БЭО, куда он был записа'Н одновременно с
передачей в канал.
Принимающий абонентский пункт, получив первый блок дан
ных, прежде всего производит проверку порядкового номера бло
ка О О 1 l (см. алгоритм приема на рис. 3.IOJ. Если принят имен
но этот номер, то б.пок данных поступает на последующую обра
ботку. При обнаружении ошибки в нуыерации блока оба абоненr
ских пункта переходят в режим служебных переговоров, а затем
оператор передающего пункта возвращает перфоленту в считы
вателе в исходное положение и заново повторяет всю процедуру
передачи.
Блок с правильно принятым порядкdвым номером подвергает
ся в БЗО принимающего пункта проверке на безошибочность,
т. е. делению на образующее число циклического кода. В зависи
мости от вида остатка от деления блок считается безошибочным
{при нулевом остатке) или принятым с ошибкой (при ненуле~;юм
остатке). В первом случае информационные элементы блока че- •
рез регистры блока управления передачей БУП (см. рис. 3.7) па
раллельными комбинациями первичного кода СКПД поступают
в блок периферийных устройств БПУ и далее - на перфоратор
или приемную часть пишущей машинки. В схеме контроля БУП.
осуществляется провер,ка - по признаку четности или нечетности.
Одновременно с выводом данных на переда19щий абонеитск:ий
пункт направляется гсигнал подтверждения, свидетельствующий о
том, что первый блок данных принят правильно.
102
•
•
При обнаружении в первом принятом блоке одной или нес
кольких ошибок в принимающем абонентском пункте происходит
следующее. Во-первых, информационные элементы блока стира-
. ются
и не. выводятся на печать или перфорацию (см. рис. 3.1 О).
Во-вторых, на передающий абонентский пункт посылается слу
жебный сигнал «Ошибка». Получив этот сиmал, передающий
пункт выполняет следующие операции:
останавливает ввод следующею (второго) блока со считыва
теля или клавиатуры;
повторяет ранее переданный блок с прежним порядковым но
мером, выводя его из запоминающего устройства БЗО, куда он
был записан при первой передаче;
фиксирует факт ошибки в схеме отсчета количества ошибок
(см. алгоритм рис. 3.9).
Если качество канала явно неудовлетворительно и ошибки
имеются в каждом блоке, передача данных прекращается следу
ющим образом. Схема отсчета количества ошибок передающего
пункта, зафиксировав шесть следующих подряд ошибочных бло
ков, вырабатывает сигнал «Ава;рия:.>. Одновременно абонентские
пункты переходят в режим служебных переговоров и операторы
начинают выяснять ,и устранять причину аварийного состояния
канала и аппаратуры. После этого сеанс передачи данных начи
нается снова обычным образом.
При отсутствии ошибок в принятом блоке передающий або
нентский пункт получает сигнал «Подтверждение». После этого
начинается передача второго блока в вышеописанном порядке.
Разница состоит лишь в том, что второму блоку присваивается
порядковый номер l О О 1, третьему - 1 l О О. Четвертый блок счи
тается вновь первым и т. д. Таким образом, на перфоленте (пер
фокарте) или рулонной бумаге пишущей машинки принимающего
абонентского пункта фиксируются только безошибочные блоки
данных в той же ·последовательности, в какой они были считаны
вводными устройствами передающего пункта. Ошибки, исправле
ния, служебные сигналы, а также блоки с нарушенной нумера
цией на периферийные устройства вывода не поступают. Такой'
режим записи принятых данных называется режимом «чистой
ленты», в отличие от режима «грязной ленты», когда на носитель
записывается вся принятая информация с указанием мест ошибок.
Рассмотренные выше алгоритмы работы абонентского пункта
ТАП-2 относятся к случаю симплексной связи, когда один пункт
только передает, а другой- только принимает данные. При по
лудуплексной схеме связи возможен и обмен данными, например
диалог оператора абонентского пункта с удаленной ЭВМ. В бло
ке управления БУП предусмотрено автоматическое переключение
пункта ТАП-2 с передачи на прием данных и наоборот. Блочная
структура данных при этом сохраняется.
.
В качестве служебного сигнала, переключающего пункт с пе
редачи на прием и обратно, выбрана комбинация К:П (конец пе
редачи) первичного кода СКПД. С передающего пункта, закон-
103
чившеrо перел.ачу, эта ком{iннация может быть передана двумя
способами: нажатием кнопки КП на папе-ли управления (см. рис.
3.8) или с нсрфолснты (нерфокарты), па которой комбинация КП
заготовлена заранее, например в конце пос1еднего блока данных.
Передающий абонентский нупкт, передав комбинацию КП, авто
матически 11ерек:1ючается в режим прие~1а данных, а противопо
ложный пупкт после прие:.,1а и перфорации КП переходит в ре
жим передачи л.анных. Jl,aлee переда<1а данных ведется обычным
порядком. Последовательность обмена данными между пунктами
А и Б показана на рис. 3.11 . Абонентский пункт, являющийся в
данный момент передающим, может передать любое количество
блоков данных, после чего переходит в режим приема.
ПcpoilaчJ
Прием
Переоача
~
ПунхтА _,
5j/Ш(П 1«11Гьлок! 1 б~IOtrl. @1 .блпtr!
OmJoii
DЛОХ 2 1 5ЛО!i с1 W7,М'!-
➔L
Прutм
ПереJача
Прием
~--~.---~~---,~------~----~oш,!°(JJ
Рнс. 3.11. Диаграмма обмена дапными между двумя абонентскими пункта•
ми ТАП-2
По окончании сеанса передачи данных по каналу передается
служебный сигнал отбоя, состоящий из 1<сомбинаций APl, КП (см.
риrс. 3.11). Этот снгна.11 может пер,едасВа:ться как с принимающе
го, так и с передающего пункта нажатием соответст:нующей кноп
ки на пане:ш унравдения. Под действием сигна.'Тон APl, КЛ оба
пункта переходят в состояние с.rrужебных переговоров либо соеди
нение вообще прекращается.
В ходе обмена данными может возникнуть ситуация, когда
абонентский нупкт, получивший комбинацию КП, пс готов к пе
редаче или не имеет информации, которую нужно передать.
В обоих случаях оп также передаст комбинацию КП, т. е. воз
вращается в режим приема даппых.
При обмене данными между абонентскими пунктами ТАП-2
предусмотре,н режим «Ожи.цапие», коrда данные не передаются,
по rюддсрживастся постоянная готовность аппаратуры к последу
ющей работе путем непрерывной передачи по каналам синхрони
зирующей ктлбинации ЛРl, СИН. Перевод аппа,ратуры в режим
«Ожидание» осуществляет оператор передающего пункта с по
мощью переклю 11ателя П2 . При этом ввод информации со считы
ватеJlЯ прекращается. Припимающи,й пункт, получив комбинации
API, СИН, также переходит в режим ожидания: перфорация нс
производится, хотя перфоратор остается включенным; на панели
управления горит Jiампа Ожид (Л4). Режим ожидания может
продолжаться сколь угодно до"1го, до тех пор, пока оператор пе
редающего пункта не переведет перек.1ючатсль Пz в поло.ж:епие
Данные. После этого продолжается передача данных с сохранс~
нием прежней нумерации блоков. Передавать синхроблок не тре-
104
.,
буется, так как состояние синхрgппости и синфазности уже уста-
новлено.
_
На панели управления ТАП-2 имеется кнопка Прозр, при на
жатии которой абонентский пункт переключается в .«прозрачни:й»
режим передачи данных. Особенности -работы в таком режИ\llе
заклю1.шются в следующем. ~о-первых, передачу можно осущест~
влять, RВОДЯ со считывателя комбинации любого кода, имеющие
от 5 до '8 элементов каждая. При р1:1боте в -«прозрачном» реж~.:ш.е
восьмиэлементным кодом СКПД передаваемые данные могут со
держать :любые комбинации этого кqда, в том числе и ранее зап-.
рещенные служебные комбинации: 'СИН, КП, КТМ, ДА, НЕТ,
API. Вu-вторых, переключение с передачи на прием и обратно
при. обмене данными, а также отбой рfуществляются оператора
ми не с помощью служебных комбинации КП и API, КП, а вруч:
ную, uереключателями П1 и П2 в результате договоренности при
служебно:й связи (каждый оператор переключает свой пункт само
стоятелыю). 4:Прозрачный» режим ра'ооты применяется в основном
тогда, кот:да ДJIЯ пред,ставления машинной информации ~ребуются
все без исключения комбинации первичного кода СКПД, в том
числе :и ~лужебные. •
Все р-ассмотренные выше алгоритмы работы предп~аrаIQТ
участие ;в передаче и приеме оператора. Между тем абонеитскиii:
пункт ТАП-2 может -выполнять работу и в полностью автоJ;!~ТiiТ :,
ческам режиме, при котором не требуется участия человека. Ав;Х::
томатический режим используется в .!l , ~J'X случаях:
,
l) -абонентский пункт является :вызываемым, а на противоПО•
ложной {вызывающей) ста•н-ции имеется оператор, который tf.'ПС
танцнонно ·с помощью с.11ужебных комбинаций управляет работой
вызываемого пункта;
.
2) -аt5онентский пункт является :вызываемым, а вызывающей
станli;иёй является ЭВМ, производящая все операции вызова, об,,
мена данными и отбоя на основании 0заложеннои в нее п,рО'Гр3Мr •
мы без участия оператора.
В оооих вариантах абонентский пункт должен быть подготqвт
лен к работе в <fвтоматическом режиме, для чего нужно:
,
вк:,~:ю-:.Jить питание абонентского пункта и устройств ввода~
вьrвода;
установить все переключатели на па:нели упра-вления в нужное
положение, а переключатель П1 ~ в положение Авт;
заправить в считывающее устройство перфоленту с дан}lьt:м:и,
подл-ежащиr,1и передаче.
_
В дальнейшем автоматически работающий абонентский пунt<.~
при поступлении вызова подк~ючится к каналу и под действпе:v1
служебных ;сигналов выполнит всю последовательность операщ1~
по вхож,.,,ению в свя_зь, передаче и приему данных. При отеуrст,
вин данных, подлежащих передаче, пункт передаст комбищщцщ
КП и nе,рейдет в режим приема. Отличие в работе -автома'l'ич-еf~
к.ого пункта от пункта с ручным управлением заключается в с.ве;
дующем. Обнаружив ошибку при проверке на четность или .-в~;
5-180
103
четность _ или неправильную нумерацию принимаемых бл-оков,
пункт не переходит в режим служебных переговоров, а отклю
чается от канал а (Отбой).
При работе с абонентским пунктом, находящимся в автомати
ческом режиме, Qбязательным требованием является идентифика
ция, т. е. установление условного шифра вызванного пункта со
стороны вызвавшего. Если, не произвести идентификацию, т_о в
результате неправильного установления соединения данные мо
гут быть переданы не по· адресу, т. е. потеряны. Порядок иденти
фикации был описан в предыдущем параграфе. Здесь рассматри
Еается временная диаграмма обмена служебными сигналами n
OmtJoii
Л!JЮ(тА "С:инхj1,.06лок /9КТИ~ll41 блок! 5лtКf2 IKQ l7KTM 11011 5локl 5пОК2 WJIS,l7И/6Hlil
"f
JJillфJJ"7. tфtt +tt+t t
~K~6~/Qm~
PJ/l-ll(f" 5 Clll-lXP.Jl.OЛOK l@нl9ll41 5IJ(Jl(f 5лок2 IКRl7KТИ/7ffAI 5Jl{}I(/ БтжZ
lll/,/l{Jj1"B"
-
Рис. 3.12 . Диаграмма обмена и идентификации абонентских пунктов ТАП-2
условными шифрами двух абонептски,х пунктов А и Б, имеющих
шифры 7 и 9 соответственно (рис. 3.12). П~,редачу начинает
пункт А. После установления синфазности он передает цифру 9
(шифр вызываемого пункта) и служебную комбинацию К.ТМ. Ес
ли соединение установлено правильно, пункт Б, сравнив приня
-тый шифр со своим собственным, передает две комбинации: 9ДА.
Пункт А, распознав комбинацию ДА, начинает передачу данных.
Перед началом переда'ЧИ от Б к А снова производится идентифи
кация, ,на этот раз для пункта Б.
В случае неверного установления соединения или неготовно
сти пункта к приему данных в ответ на запрос шифр возвраща
ется вместе со служебной комбинацией НЕТ. Это свидетельствует
о том, что переданный шифр требуемого пункта не совпадает с
ero. истинным шифром. Передача данных пос.1е приема комбина
ции НЕТ не производится. Эта ситуация также показана на диа
грамме рис. 3.12 .
. § 3.7. КОНСТРУКЦИЯ АБОНЕНТСКОГО ПУIШТА ТАП-2
Все оборудование абонентского пункта ТАП-2 конструктивно
раЗ'мещается на ~ух металлwче:ских столах, устанавливаемых ря-
дом. На одн-ом (основном) столе устанавливаются пишущая ма-
.,
шинка «Консул-260» и телефонный аппарат оператора. Внизу, под
столешницей находятся блоки. электроники, а также устройство
nр,1=юбразования сигналов УПС-ТГ и.1и «Модем ТАМ-200». На nо
_верхност:ц стола имеется также панель управления (см. рис. 3.8).
На· другом столе, называемом столом периферийных устройств,
р_асnол·ожены -устройства ввода-вывода, т. е. с~итыватель
-В.С-6191 и перфоратор· ЕС 0 7191, а также консоль для перемотки
IЬб
..
перфоленты и сбо.рник отходов перфорации. Соединение всех
электромеханических и электронных устройств и блоков абонент
ского пункта в общую электрическую схему осуществляется мно
гожильными кабелями, оканчивающимися разъемами. Тре·бования
техники безопасности обеспечиваются применением защитного
заземления, охватывающего все устройства и блоки, а также за
щитой открытых токоведущих частей разъемов соединительных
кабел,ей специальными кожухами.
В случае использования абонентского пункта ТАП-2 на сети
телеграфных каналов в его комплект включается рулонный теле
графный аппарат Т-63 для обеспечения служебной связи опера
торов. Телефонньiй аппарат при этом не-нужен. Аппарат Т-63 мо
жет быть установлен в любом месте, но в непосредственной бли
зости к столам абонентского пункта. Минимально необходимая.
площадь для установки абонентского пункта без учета площади,,
зан,имаемой телеграфным аппараюм, ,составляет: 2000Х 1200 мм,
в варианте с пишущей машинкой; l300X 1100 мм в вариа,нте 6Ез:
пишущей машинки. Абонентский пункт ТАП-2 рассчитан на нор,
мальную работу при температуре от + 10 до +35° и относитель-
ной влажности воздуха 40-80% .
•
Основной элементной базой элек'I'ронных блоков абонентского
пункта ТАП-2 являются интегральные микросхемы транзисторно
транзисторной логики (ТТЛ) вида И-НЕ, образующие триггеры,
регистры сдвига, кодеры и декодеры, счетчики и т. п. Интеграль
ные микросхемы размещены на 34 печатных платах, соединяемых
между собой разъемами. Расположение деталей на печатных пла
тах - одностороннее,
Электроэнергия на все электронные и механические ус'I'рой
ства абонентского пункта ТАП-2 поступает от блока питания, на
который подается напряжение переменного тока 220 В с допусти
мыми от,клонениями + 10 и -15%. Потре·бляемая от сети пере
менного тока мощность составляет около 400 В• А. В блоке пи
тания это напряжение ПJреобразуется в напряжение по~стоян•ноrа
тока с.т~:едующих градаций: +5, + 12,6 и -12,6 В. Требуемая ста
бильность источников питания указанных градаций обеспечивает
ся тра,нзж:торными стабилизаrорами с точностью ±0,5 В. Кроме
того, блок питания вырабатывает нестабилизированное напряже
ние + 12,6± 10% и переменное напряжение 6,3 В. В блоке питания
·предусмотрена защита от перегрузок источников питания, а так
же защита от перенапряжений, которые могут возникать в цепях
питания стабилизированных градаций +5, + 12,6 и -12,6 В.
§ 3.8 . МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
В процессе обмена информацией между абонентским пунктом
передачи д_анных и ЭВМ обычно участвует так называемый муль
типлексор передачи данных. Он представляет собой электронное
устройство, устанавливаемое на стыке между каналом и ЭВМ и
обеспечивающее элек11рическое взаимодействие их между собой,
~
m
а также выполняющее ряд служебных функций. Основное назна
чение мультиплексора - подключение к одной ЭВМ нескольких
одновременно работающих абонентских пунктов. При этом ма
шина работает в режиме с разделением времени, т. е. одновре
менно обслуживает нескольких пользователей по различным: про
граммам вычислений или сбора информации. Такая система об
служивания позволяет максимальным образом использовать быст
родействие и объем памяти машины. Таким образом, мультиплек
сор распределяет вывО,Димую из ЭВМ информацию по отдельным
каналам передачи да-иных или объединяет •несколько прини:мае
мых сообщений в одно общее, направляемое в ЭВМ для обра-
ботки;.
•
Кроме этой основной функции, мультиплексоры передачи дан
ных выполняют следующие операции по обмену данными:
автоматическое управление процессом вызова, устаномения
соединения, идентификации и отбоя, включая многократныi на
бор номера, распознавание сиnналов ·ответа коммутационных стан
ций и абонентских пунктов (совместно с ЭВМ);
преобразование параллельных комбинаций кода в последова
тельные и наоборот, преобразование формата сообщения, напри
мер, сборка информационного блока на приеме н разборка -блока
на отдель,ные комбинации на передаче;
преобразование скоростей передачи данных по каиаJiам и ско
ростей ввода - вывода данных в ЭВМ, выполняемое входящим в
мультиплексор буферным запоминающим устройством, управляе
мым тактовыми сигналами ЭВМ;
распознавание, добавление и устранение в информационных
последовательностях служе-бных элементов - фазирующцх, прос•
веряющих на четность или нечетность и др.;
.
обна.ружение ошибок в принимаемой информации и исправле
ние этих ошибок путем автозапроса или другими методами;
установление синхр·онизации и фазирование между абонент
ск-им пунктом и мультиплексором;
контроль прохождения да,нных и работоспособно~ть ~ульти.:
плексора; сигнализация о замеченных неисправностях.
Как правило, мультиплексоры передачи данных строят по так:
называемому аппаратному принципу, т. е. в виде разветвленной
электрической схемы, работающей по постоянно установленным
правилам и выполняющей все преобразова,ния данных в опреде
ленной пос.1едовательности. Однако в отдельных случаях исполь
зуют и программный принцип построения. В этом случае мульти
плексор сам представляет собой специализированную ЭВМ~ зада
чей которой я,вляется сопряжение каналов и абонентских пунктов
передачи данных с центральной машиной или несколькими ма
шинами вычислительного центра. Такая специализиро~анная
ЭВ.М, управ.1яемая заложенной в нее программой, выполняет все
необход~мые операции по согласованию каналов передачи дан
ных с машиной, ведущей вычисления или другую обработку дан
ных.
108
.;
Мультиплексор передач.и данных може~ вести обмен данными
не только с абонентскими пунктами, но и с другим мультиплек
сором, т. е. осуществлять межмашинную передачу данных. Такая
передач.а обыч.но ведется на сравнительно высоких скоростях по
0Д1Ному каналу.
Большинство операций, перечисленных выше, здесь также дол
жно выполняться, к,роме распределения и объединения потоков .
данных.
.
1
ви,
tм\~r----
l(uналы
~----
Mfl Н(IН(JЛ
с6яш
@:В------
1а)
вц\:
вц
1
1
1
1
1
1
IKoн,J~I
.r- Н
М/JД Н/Jнонол 3ВМ
,vЯ3U 1
'
11
11
6)
/(trнал
---
ctffl4ц
ff)
Рис. 3.13. Включение мультиnлексоров nередачи
данных:
а) для обслужиJJанпя абонентских пунктов;
6) для межмашинного обмена; в) в качестЕе
концентратора
n сетях передачи данных с большим количеством оконечных
пунктов, имеющих каждый сравнительно •небольшой объем пере
даваемых данных, мультиплексоры используются в качестве кон
центраторов, т. е. устройств, объединяющих пункты и их инфор
мацию для передачи по одному общему каналу в ЭВМ. Мульти
плексор-концентратор устанавливается в месте концентрации от
дельных абонентских пунктоn и соединяется с ними низкоскорост
ными канаJiа:ми, а <: ЭВМ- среднескоростным каналом передач.и
данных.
Все три варианта использования мультиплексоров- обслужи
вание ,нескольких пользователей в режиме разделения времени,
обеспечение межмашинной пе.редачи данных и работа в качестве
109'
концентратора - иллюстрируются на рис. З.13а, б и в соответст
венно. Во всех вариантах мультиплексор передачи данных под
ключается к так называемому мультиплексорному ,каналу (МП
канал) вычислительной машины, т. е. к цепям высокоскорост,но
rо ввода и вывода данных ЭВМ. На рис. 3.13а и б такое подклю
чение показано .непосредственно, поскольку и МПД, и ЭВМ рас
полагаются· в пределах вычислительного центра. При варианте
рис. 3.13в МПД является удаленным, поэтому он соединяется с
МП каналом машины с помощью среднескорост~ного кана.1а пе
редачи данных.
Все каналы, включае,мые в мультиплексо,р, должны заканчи
ваться модемом М или УПС того и.1и иного типа для преобразо
вания .1инейных сигналов. I(оличество моде:мов определяется ко
личеством включа,емых в • мулыип.1ексор абонентских пунктов.
Модемы могут входить в состав мультиплексора или яв.1яться
конструктивно независимыми устройствами. l(аналы, соедNoняю
щие мультиплексор с абонентскими пунктами (абонентские ка
налы), могут быть как прямыми, т. е. закрепленными, так и ком
мутируемыми.
Для СВЯ3'И МПД между собой или с МП каналом обычно исполь
зуют некоммутируемые каналы.
Мультиплексоры передачи данных отличаются друг от друга
г.1авным образом -следующими показателями:
кол,ичеством по.1ьзователей, т. е. абонентск.их пун~Кrов, кото
рые подключаются к одной ЭВМ с помощью данного мультиплек
сора;
типом каналов связи, с помощью которых абонентские пунк
ты соединяются с мультиплексором;
скоростью передачи данных между абонентскими пунктами и
мультиплексором и.1и между мулътип.1ексором и мулътнnл,екснъrм
каналом вычислительной машины.
В Единой с•ерии вычислительных машин ЕС ЭВМ «Ряд» раз
работа·но и выпускается несколь,ко моделей мулыи,плексоров пе
редачи данных, работающих совместно с абонентскими пунктами
и ЭВМ, входящими н номеН'Клатуру ЕС ЭВМ. Большинство нз
них построено по аппаратному принципу. Рассмотриr.~ ооновные
технические параметры различных моделей мультиплексоров ЕС
эвм.
Мультиплек,сор
передачи дан.ных МПД-1А
(ЕС-8400) рассчитан 'На подключение к ЭВМ 15 абонентских пунк
т,ов, работающих в полудуплексном режиме, илн 7 пунктов, ра
ботающих в дуплексном ,режиме передачи да.иных. Каналы, по
которым -осуществляется связь МПД-IА с абонентскими пункта
ми, могут быть тел,ефонными или телеграфными, коммутируемы
ми или н,екоммутируемыми (телеграфные каналы при скорости
передач.и 200 Бод - только некоммутируем:ые). В качестве кана
ла могут также использоваться физические соединительные ли
·нии, кабельные или воздушные. Скорость передачи данных по
110
,j
любому абонентскому каналу может иметь любое стандартное
эпачение в пределах от 50 до- 4800 Бод.
В качестве абонентов (оконечных пунктов) в мультиплексор
МПД-1А могут быть включены:
стартстопные телеграфные аппараты, работающие кодом
MTI(-2 со скоростями 50, 75 или 100 Бод, в частности, аппараты
сети абонентского тел,еграфа;
абонентские пункты псрсд,1чи данных типов АП-1, АП-2, АП-70,
работающие по телеграфным ка,налам с установленной для этих
пунктов скоростью;
абонентские пунюы типов АП-61, АП-62, АП-63 и АП-64, ра
ботающие по коммутируемым или закр-епленным каналам ТЧ;
другой мультиплексор передачи данных типа МПД-lА, если
в качестве абонента используется ЭВМ. •
Абоненты всех перечисленных видов могут быть включены в •
любых сочетаниях, важно только, чтобы общее количество або
нентов не превышало 15 (или 7 при работе в дуплеrоспом режи
ме). В качестве УПС для абонентских каналов можно использо
вать «Модем-200», -«Модем-2400», <«Модем-4800», а также УПС-ТГ
и УПС-НУ ЕС ЭВМ (см. табл. 3.2). Защита информации от оши
бок про11зводится с помощью матричного или циклического ко
дирования в зависимости от типа абонен11ского пункта, 1включен
ного в мультиплекс(}р. При обмене данными с телеграфными ап
паратами заЩИl!'а от ошибок не проводится.
Связь мультиплексора МПД-lА с обслуживаемой им ЭВМ осу
ществля,ется по двум мультиплексным каналам, один из которых
является основным, а второй- резервным. Переключение на ре
зервный канал выполняется автоматически при неисправности ос
новного канала. Обмен данными ведется отдельными байтаrми в
параллельном виде.
Мультипл,ексор МПД-1 (ЕС-8410) по устройству отлича
ется от МПД-lА следующи<М. Во-первых, общее число обслужи
ваемых абонентских пунктов у МПД-1 составляет 32 при рабо
те в полудупле,ксном :режиме пс:реi].ачи; дуплексный режим рабо
ты не предусматривается. Во-вторых, скорость передачи данных
для каждого абонента не должна превышать 2400 Бод. Мульти
пле1,ссор МПД-1 может :работать с абонентскими пунктами АП-1,
АП-70, АП-61, АП-62, АП-63 и АП-64, а также с телеграфными
аппаратами.
МультиплеК1сор МПД-1 (ЕС-8401), выпускаемый в НРБ, отли
чается от мультиплекс.о:ра ЕС-8410 следующим: количество вклю
чаемых абонентских пунктов составляет 62 в полудуплексном или
31 в дуплексном режиме передачи данных; скорость передачи по
.абонен11скому ,каналу-от 50 до 2400 Бод; защита данных от
ошибок на участке абонентский пункт- мультиплексор обеспе
чивается лишь матричным кодированием, применени-е циклическо
го кода не предусмотрено. В остальном мультиплексоры ЕС-8401
и ЕС-8410 аналогИiчны.
111
Мул ь тип лек с о р МПД-3 (ЕС-8403) может обслуживать
сравнительно небольшое количество абонентских пунктшr-4 в
полудуплексном или 2 в дуплексном режиме передачи. Однако
скорость передачи в каждом из абонентских каналов может дос
тигать 48 кБод, что недостижимо для ранее рассмотренных муль
типлексоров. В качестве канала при• скорости 48 кБод исrrоль
зуется групповой тракт многоканальных систем передачи, так на
зываемая .первичная группа. Мулнтиплексор МПД-3 может рабо
тать совместно с абонентскими пунктами типов АП-1, ТАП-2,
АП-70, АП-3, АП-4, АП-11; предусмотрена возможность работы с
абонен11скими пунктами, не входящими в состав ЕС ЭВМ, а так
же межмашинный дуплексный обмен данными с другим мульти
плексором на скоростях 2400, 4800 и 48 ООО Бод. В отдич,rе от
выше рассмотренных мультиплексоров в МПД-3, уста·новление
соединения на коУiмутируемых каналах, включая набор номера,
осуществляется автоматически. Защита от ошибок может произ
водиться как матрwчным, так и циклическим кодированием.
Удаленный мультиплексор УМПД (ЕС-8421) раз
работан специально для работы в качестве концент,ратора для
объединения удаленных абонент,ских пунктов и организации их
обмена с ЭВМ по общему каналу связи (см. рис. 3.IЗв). В такой
мультиплексор можно включать до 20 низкоскаростных абонент
ских пунктов или, телеграфных аппаратов при работе со скоро
стью 50 Бод либо соответственно меньшее число пунктов при ра
боте со скоростью 100 или 200 Бод. Абонентские каналы включа
ются в линейную ,сторону УМПД через УПС типа «Модем-200»,
УПС-ТГ или УПС-НУ. Для связи с абон:ентск:Ими пунктами ис
пользуются только некоммутнруемые каналы ТТ или ТЧ. Дан
ные, полученные от всех пунктов и объединенные в общую кодо
вую посл·едовательность, передаются к ЭВМ по среднескоростно
му каналу со скоростью 1200 Бод (некоммутируемый канал ТЧ).
Таким же обра1зом передается обратный поток данных-от ЭВМ
через УМПД к абонентским пунктам. Способ передачи данных
на участке УМПД - ЭВМ - синхронный; режим работы
-
«про
зрачный». В качестве УПС применяет·ся «Модем-1200», «Мо
дем-2400» или УПС-НУ.
Мультиплексоры МПД-IА, МПД-1, МПД-3 и УМПД являют
ся устройствами, реализующими аппаратный принцип построения.
Наряду •С ними в ЕС ЭВМ имеются и программные мультиплек
соры МПД-2 (ЕС-8402) и МПД-4 (ЕС-8404), которые представ
ляют собой мини-ЭВМ, имеющую собственную память и процес
сор. Программа обмена информацией с основной машиной зак
ладывается в программный мультиплексор в соответствии с кон
кретными условиями его работы: количеством и типами абонент
ских пункrов, способом защиты от ошибок и т. д. В управлении
работой мультиплексора участвует также и основная ЭВМ.
Глава 4
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ
ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ
§ 4.1 . ОООСОБЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ CИl'ИAJIOB
.Устройства п•реобразова•ния сигналов (УПС) включают-ся меж
ду каналом -связи и аппаратурой передачи данных- абонеН'Гски
ми пунктами, мультиплексорами и др. В совокупности с каналом
связи УПС образуют двоичный канал, позволяющий передавать
однополюсные или двухполюсные сигналы постоянного тока с оп
ределеююй скор.остью при определенной величине ис·кажений,
возникающих в процессе переда·чи. Любое УПС состоит из двух
частей: передающей и приемной. Основное назначение УПG пере
дачи - преобразовать сигналы, вырабатываемые ап11арату~рой пе
редачи данIШХ, в вид, удобный для передачи по выбранному ка
налу связи, т. е. согласовать электрические параметры сигнадов<
данных с параметрами канала ,связи. Устройство преобразования
сигна.о;;ов приема, на-оборот, преобразует JIИнейные сигналы в сиг
налы постоянного тока, т. е. согласует параметры канала с пара
.метрами пр-иемной части аппаратуры передачи данных.
Все ррименяемые в настоящее время УПС можно разделить
яа две группы: без переноса спектра сигналов и с переносом спек
тра сигналов в область боле,е высоких частот. Устройства первой
rруппы используются :при передаче данных по ка_налам ТТ или
ло физическим соединительным линиям. Линейный сиl'нал в этом
случае представляет собой последовательпость двоичных элемен
тов ПОСТ9ЯННОГО тока, однополюсных или двухполюсных, имею
щих -rакой же вид, что и сигналы, выра6атываемые или DJринимае- · -
мые аппаратурой Jiередачи данных. В устройствах этой г,руппы
преобразуется не форма двоичных сигналов, а их амплитуда.
Устройствами преобразования сигналов без переноса спектра яв
.ляются УПС-ТГ и УПС-НУ, основные параметры которых приве
дены в табл. 3.2 .
• Устройства преобразования сигналов с переносом спектра сиг
налов преобразуют двоичные сигналы постоянного тока в сиРна
.11ы иеременного тока на передаче и, наобор-от, -сигналы перемеи
ноrо тока в ситналы постоян,ного rока на приеме. Другими слова
ми, зде·сь осуществляются модуляция и демодуляция колебаний
несущей частоты, передаваемых по каналу связи. Устройства этой
группы применяются при· передаче данных по стандартным ка
на,л,ам ТЧ, реже - по групповым трактам многоканальных систем
· пер еда чи.
Не-обходимость переноса спек1>ра сигнала определяется
еле.дующими соображениями.
113
Двоичные сигпа.'Jьr постоянного тока независимо от характер:х
передаваемых ~омбинаций содержат целый ряд простейших гар
монических ко.1ебапий синусоидалыrой формы, а также постоян
ную составляющую, т. е. колебание с нулевой •rастотой. Амплиту
ды всех состаnлшощих двоичного ,сигнала определяются характе
ром переданаемой комбинации, а частоты-скоростью передачи.
Мгновенное з,наче~пие напряж,ения дnоичпых сигналов Niожет бытr:,,
представлено ана.rштически следующим образт,-r:
00
u(t)=И0~~U-:o_ cos (2лkРt),
k1
где U0 - амш:штуда постоянной составляющей, равная Ио= И (и,;
Uk - амплитудhl гармонических составляющих переменного токаr
равные
2U
И1t=-
а:
пk
siп-
a
а:
а - отношение количества подряд •следующих единиц к количе
ству подряд следующих пулей в комбинации; И - установившееся
1/-
О,1М!
0,2111
1'I
[lc[i]s[
O,IJU
:зн ,l'1ение напряжения двоично
го сигнала постоянного тока;:
k - ноиера гармонических со
ставляющих(k=1,2,3, ...) .
Частоты гармонических со
ставляющих определяются ис
ходя из скорости передачи 1r
f номера составляюще11: F =
0L--F1----~---
5--:,F,_---
0,5 V, Бод. Снектральныif
и
~ JJIJ
11)
,':S
m&'B'll70U]
состав двоичных сигналов для
комбинаций ):1и 1:5показан
па рис. 4.la и 6 соответственно.
Ана.'J изируя вышепр иведенпое
выражение и рис. 1.1, можна
o,u
сделать следующие выводы:
U...LL.l..Ь.дl,LJ:::Ь....,:::i::::i.:~:::..ъ::-::=~" l ) спектр частот двоичногG
~F
sг бF сигнала постоянного тока :за-
,J}
Рис. 4.1 . Спектращ,ный состав двоичных
сигналов:
нимает полосу частот от нуля·
до бескопечности;
2) юшлитуды гариониче
о:нх составляющнх и постоян-
а) для комбиющии 1: 1; 6) для ком
бинации 1:.'i
ной составляющей зависят от
характера передаваемой комбинации; при .этом амплитуды гармо
ник убывают с увеJшчением номера 1·армоническои составляющей;
3) спектр яшшется дискретным, т. е . .энергия сигнала сосре
доточена в отдет-,ных точках ·спектра. Ра,сстояпис между сосед-
114
...
.,
.а
ними составляющими· на шкале частот определяется характером
nередавае•мой комбинации 1И скоростью передачи V. Бод.
На практике передают не бесконечно широюий •спектр сигна
.ла~ а лишь постоянную составляющую и несюш1ько первых гар
мопик (до третьей вкJ1ючите.1ьно), несущих б6дьшую часть энер
гии сигнала. Ограничение спектра сигнала ведет к искажению
его формы на выходе ·капада связи, а именно к сглаживанию
фроlfГов единичных элементов. Чтобы обеспечить более или менее
точное соответствие принятаго сигнала переданному по форме,
нужно передать _как мюнимум постоянную составляющую и д,ве
Т'РИ гармоники. Между тем по каналу ТЧ, полоса пропускания
которого начинае"Гся от 0,3 кГц, передать ,постоянную составляю
щую вообще нельзя. Первые гармонические составляющие при
сравнительно Jшз·кой скорости передачи также могут иметь час
тоту меньше 0,3 кГц. Так, при V=200 Бод F=100 Гц и первые
три гармоники: (k= 1, 2, 3), переносящие большую часть энергии
двоичного cи:rнa.Jia, вообще не попадут в полосу пропускания ка
нала ТЧ и не будут переданы. Следовательно, непосред,ственная
передача двоичных сигналов постоянного тока по ка·налу с огра
ниченной полосой пропуска,ния, в частоости по каналу ТЧ, не
представляется возможной. Для переноса спектра сигналов в об
ласть рабочих частот канала нужно модулировать 1этими сигна
лами некоторую несущую, ча•стота которой должна располагать
ся в средней части пОJiосы пропускания канала. На приеме необ
ход11•мо произвести обратный перенос спектра модулирован.наго
сигнала в и•сходный -спек'I'р частот двоИIЧНого сиr,нала постоянно
го тока, т. е. осуществить демодуляцию. Эти две операции- мо
дуляция на передаче и демодуляция на ;приеме~ и являются ос
новными функциями устройств преобразования сигналов второй
группы.
_,
Наряду с модуляцией и демодуляцией УПС выполняют целый
р:яд дополнительных операций, пе связанных непосредственно с
изменением вида преобразуемых сигналов. К таким операциям
,относятся:
автоматическое переключение аппаратуры передачи щ1.нных в
режим передачи или приема;
---...
обеспечение служеонrой связи операторов ·с помощью телефон
ного или телеграфного аппарата без участия аппаратуры переда
.. чи
данных;
обеспечение блокировки аппаратуры передачи данных и. ВК!Iю
чение сиrн11.лизации nри понижении и.1и пропадании уровня при
нммаемого сп,гнала;
коррекция амПJштудно-ча,сТОТII'ОЙ и фазо-частотной характери
(:ТИК канала связи, по которому ведется пср~щача (предусматри
вается в сложных УЗО при скоростях передачи 2400 Бод и ба
.лее).
Как известн(), модулировать несущее синусоидальное колеба
ние можно, воздействуя модулирующими сигналами постоянного
тока на один из трех его параметров- ампшrтуду, частоту или
115
фаау. Соответственно различают амплитудную (АМ), частотную
(ЧМ) и фазовую (ФМ) модуляции. Амплитудная модуляция в
устройствах преобрааования ,сигналов систем передачи данных
почти н·е приме1няется иа-за Iljрисущей эт,ому виду модуляции низ
кой помехо:у;стойчивости. Поэтому далее речь будет идти только
о частотной и фазовой модуляциях.
Рис. 4.2. Форма сигналов при частотной модуля•
ции:
а) модулирующие сигналы; 6) частотномо
дулированная несущая; в) сигналы после демо
дуляции
Форма дноичных сигналов при частотной модуляции показана
на -рис. 4.2. На графике рис. 4.2а представлены модулирующие
двуХJiолюсные сигналы постоянного тока, а на nрафике рис. 4.26 -
частотномодулированное колебание, передаваемое по каналу свя
зи. В зависимости от значащей позиции модулирующего сигнала
частота ЧМ колебаний может принимать одно из двух значен:ий -
f1 или f2. Переход от частоты f1 к ча·стоте f2 и. наоборот происхо
дит скачком, однако без разрыва фазы. Разность между частота
ми. f 1 и fo называет,ся девиацией частоты Лf:
Спектр ЧМ сигналов с,остоит из средней частоты frJ, ,равной
f1 +О,5Лf или f2-0,5Лf, и бесконечного количества пар гармоник
с частотами fo±kF. Спектр являет,ся дискретным, а амплитуды
средней частоты и гармонических составляющих зависят от ха
рактера передаваем-ой комбинаци.и, sекорости передачи и выбран
ной величины девиации частоты Лf. Для -примера на рис. 4.3 по
каза·н состав спектра ЧМ сигнала при передаче комбинации 1: I
и некоторых оп1ределенных значениях V и Лf. К,ак и в случае сиг·
налов пост~оянноrо тока, на практике ограничиваютея передачей
средней частоты fO и двух-трех пар гармонических составляющих.
Из-за ограничения ,спектра ЧМ сигнала форма исходных колеба
ний, выделенных при демодуляции, будет несколько сглаженной
(рис. 4.2в).
Наряду с ЧМ в устройствах преобразования сигналов приме
няется также относительная_ фазовая модуляция (ОФМ}. При
неизменной амплитуде и частоте несущего колеба:ния под дейсJ"..--
116
\
\\
впем модулирующих\ двоичных сигналов изменяется его фаза.
В зависимости от зна~щей позJЩии модулирующего сигнала фа
зовый сдвиг может пр1fН.имать одно из двух значений - О или
180°. Изменение фазы производится относительно ее предыдуще-
'
М§tJ
J7tJ
0,078{J
О,07бU
f
fo,--Jf f,гZf fg-r
.
f0 fg+f f 0+zr fo+Jr
Рис. 4.3 . Состав спектра частотиомодулированно•
го сигнала
го значения, поэтому модуляция получила название относuте.1ь
ной. На рис. 4.4 показаны двухполюсные модулирующие сигналы
и фазомодулированная несу,:цая с ча,стотой f0• Правило модул·я-.
',1f4f 1:.. '
-
1f\+μ::►,
111111
r111• 1
1
1.
1
1
1
1
1
1
LJ ~f\A./' "1 1'\ ('j (\ J"lif\ l\J.P ~ /\ Э-,
и.v
vvVvv~
v'7•
180°
tl'
rt'
180° 180"
0°
Рис. 4.4 . Форма сигналов при относительной фазо
вой модупяцнн:
а) модулирующие сигналы; б) фазомодулнро
ваиная несущая
ции следующее: на,чалу положительного элемента соответствует
фазовый .сдвиг несущей, равный 180°, а началу отрицательного
элемента - нулевой сд•виг, т. е. неизменная фаза несущего коле
бания. Начальной точкой отсчета фазы для каждого элемента
является значение фазы предыдущего элемента,. Демодуляция,
т. е. определение значащей позкции каждого исходного элемен
та, производится путем ,сравнения двух значений фазы, предьщу
щего и последующего.
Спектр частот ФМ сигнала, как и при ча·стотной модуляции,
является дискретным и бесконечным, а амплитуды гармонических
составляющих убывают с увеличением ,номера составляющей.
Здесь также п,риходится передавать по каналу несущую fO и нес
колько пар первых гармоник. И при частотной, и при фазовой мо
дуляции ширина полосы пр•опускания канада связи должна обес
печивать передачу этих соста,вляющих, а именно fo, fo±F, f[i±2F
и f~±ЗF. Поскольку величина F однозначно связана со ск-оро
стью передачи, то, следова,тельно, для любого канала t определен-
117
ноt'1 шириной полосы пропускания сущестDует некоторая предель
ная скорость передачи V,1а:кс, Превышение этой склрости приво
дит к пояклснию больших искажений формы демодулированных
двои'шых сигналов. Напрю,1ер, д.'IЯ стандартною канала ТЧ, ю1е
ю1дего полосу nроnуска,ния от О,.З до 3,4 r{)Гц, предельной скоро
стью nЕ'реда'lИ является ~1манс= 1200 Бод (Р=600 Гц).
Если по ус.1овшн1 работы требуется вести передачу 11.анных со
екщюстью, большей, чсы V~шнс, то используют так называемую
двойную относительную фазовую .~~одуляцию (ДОФА1). Суrтщость
1-ii rJuouш 2- ,1 81101ш1 c1-rJ 811011m 4-rJ rJш5шп
Рис. ft.5. Форма сигналов при двойной отпоситслLпой
фазовой модуляции:
а) модулирующие сигналы; 6) фазомодулировап
ная несущая
Е:Е' заклю 11ается в следующем. ПоследоватеJ1ьнuсть мол.уш1рующих
двоичных элементов раэбивают па пары, называемые дибита.1zи.
Каждый д.ибит нызывает определенпый фазоный спкнг несу1дего
ко.тrе{iания, величина которого зависит от значащей позиции эле
ментов, объединяемых в дибите. Для передачи J(ибитон, состоя
щих из любых сочетаний э.1е:.1ентов, требуется четыре зпа•1ения
фазового сднига (девиации фазы). В табл. 4.1 показаны дна ва
рианта зна•1ений фазовых сдвигов в зависи.мости от состава ди
битов.
ТабJiица 4.1
Значения фазового ,сдвига ,при ДОФМ
•
1 Ф~зовый сдвиг (дев!fапия ф'1зы), град
Сос-rш, дибита -------,- ---- --
1• вариант
2-й вар11аит
00
О1
11
1О
о
90
180
270
45
135
225
315
Для примера на рис. 4.5 построено фазомодулированное коле
баю1е несущей частоты при двойной относительной фазовой мо
дуля,~ии со сnкигами фазы, определнемыми по 1-:v,y варианту
табл. 4.1 . Ila графике рис. 4.5а показана модую1рующая последо
вательность дкоичных сигнадов, разбитая на четыре юrбита: 01,
10, 00 и 11. Началу каждого дибита соответ,ствует сдвиг фазы
118
..
\
\
несущей, величина \оторого определяется по таб,1. 4.1, как это
показано на г-рафике·1?ис. 4.56. Поскольку модуляция относитель
ная, то отсчет фазы ведется относительно ее предыдущего значе
ния. Из рисунка виднС\ что интерва,1 между двумя •соседними
фазовыми сдвигами вдво.е больше, чем длительность единичного
элемента модулирующего .сигнала t0 . Следовательно, при задан
ной линейной скорости передачи удается передать вдвое большее
количество единичных элементов (бит), чем при ОФМ. Та·к, в
канале ТЧ, работающем со скоростыо 1200 Бод, используя ДОФМ,
можно передать 1200 дибит в секу.иду, т. е. в1сего 2400 единичных
элементов модулирующей кодовой последовательности.
Известны таlЮКе УПС, в которых применяется тройная отно
сительная фазовая модуляция (ТОФМ). В этих устройства,х каж
дый фазовый сдвиг несет информацию не о двух, как при ДОФМ,
а о трех единичных элементах ко:п.0•1юй последовательности ис
ходных сигналов. Фазовый сдвиг имеет восемь фикси,рованных
зиач-ений; минимальный сдвиг фазы равен 45°. Всего по одному
каналу ТЧ при использовании ТОФМ можно передаrгь 1200.Х3=
=3600 элементов в секунду. Однако с увеличением кратности от
носительной фазовой модуляции уменьшается помехоустойчивость
передачи и, как следствие этого, увеличивается количество оши
бок в принятой информации.
§ 4.2 . РЕКОМЕНДАЦИИ МККТТ ПО ПРЕОБРА30ВАНИЮ СИГНАЛОВ
Международным консультативным к-омитетом по телефонии и
телеграфии выпущен ряд рекомендаций по вопросам преобразо
вания сигналов при переда.че данных, выбору частот и уровней
несущих, способам модуляции, параметрам цепей и сигналов на
стыке между УПС и остальными уст,ройствами аппаратуры пере
дачи данных и др.
В Рекомендации V21 предложен модем для передачи данных
по кана,'!ам коммутwруемой телефонной сети общего пользова
ния. Рекомендуемая скорость передачи составляет 200 Бод и
меньше. Поскольку коммутируемый телефонный канал имеет
двухпроводное окончание, то для организации одновременной
двусторонней передачи (дуплекс) спектр частот_ канала 0,3-
3,4 кГц с помощью фильтров делится на две части, образуя два
подканала, обозначаемые как .N'o 1 и No 2. По ,подканалу No 1, за
нимающему нижнюю по,1овину спектра, передача ведется в нап
рав,1ении от вызывающего абонента к вызываемому; подканал
No 2 служит для передачи в обратном напра,влении. Рекоменду
ются следующие значения несущих ча•стот: fo= 1080 Гц для под
канала No 1 и fo= 1750 Гц для подканала No 2 с допустимым от
клонением частоты ±6 Гц. В модеме применяется частотная мо
дуляция. Девиация частоты со·ставляет 200 Гц или относительно,
среднего значения fo несущей ± 100 Гц. Таким образом, рабочие
частоты /1 и f2 для подканала No 1 равны 980 и 1180 Гц, а для
подкапала No 2-1650 и 1850 Гц..Оба •подканала являются «пpo-
lL9
зрачными», т. е. позволяют передавать данные с любой скоро
стью, не превышающей 200. Б'од, и любым кодом.
Модем на 200 Бод должен перекрывать общее затухание МGЖ- .
ду _двумя абонентами, равноес от 5 до 30 дБ. Бс.1и затухание пре
вышает 30 дБ и уровень принимаемых сигналов ниже нормы или
вообще равен нулю, то специальное устройство, входящее в со
став модема, блокирует цепь. приема данных и включает сигна
дизацию.
Рекомендацией V23 предлагается модем, рассчитанный на
передачу со скорастью 60(}; и 1200 Бод по коммутИ1руе-"'fым кана-
01ам телефонной сети. Переда,ча ведется полудупле1'Сом, т. е. 11'0 ·
очередно в обе ст•ороны. З-наченне несущих частот равно 1500 Гц
при ,скор-ости передачи 600 Бод и 1700 Гц при скор,ости 1200 Бод.
В модеме также применена частотная модуляция; девиация час
тоты Лf, измеренная относительно среднего значения fo, состав
,1яет: ±200 Гц при скорости 600 Бод и ±400 Гц при скорости
1200 Бод. :Кроме основного канала, -служащего для передачи дан
ных, в нижней части ,спектра телефонного канала организуется
служебный абра11ный канал, рассчитанный на передачу со ,с1ю
р,остью до 75 Бод. Несущая обратного канала - 420 Гц, девиация
частоты ± 30 Гц. Обратный канал обычно используется дЛЯ пе
редачи сигнала запроса в системах передачи данных с РОС (см.
§ 2.1). I(ак и в модеме на 200 Бод, здесь предусмотрена- блоки
ровка приема данных при· понижении или пропадании уровня
приема.
Рекомендация V26 поС!вящена передаче данных со скоростью
2400 Бод. В качестве канала связи предлагается использовать
некоммутируемый телефонный кана.1 с четырехпроводным окон
чанием. Передачу следует вести дуплексом, ·в синхронном режи
ме. Модем на скорость 2400 Бод должен применять двойную отно
сительную фазовую. модуляцию. Несущая частота, модулируемая
по фазе, должна иметь значение fo= 1800 Гц с допустимым от
клонением не более чем ± 1 Гц. Рекомендуемые значения фазо
вого сдвига в зависимости от состава дибита см. в табл. 4.1.
В Рекомендации V24 регламентированы номера, назначение
и электрически-е характеристики цепей, соединяющих отдельные
узлы тракта передачи данных -УПС, УЗО, оконечные устройства
и др. Совокупность этих цепей, по которым передаются не только
данные, но и сигналы взаимодействия между отдельными узлами
тракта, получила название стандартного стыка. В Рекомендации
V24 приведены определения 34 цепей стыка для систем общего
применения и 13 цепей -стыка для систем с автоматическим вы
зовом. Ниже перечисляются номера и назначение цепей стыка,
используемых в дальнейшем изложении:
120
101 - защитное заземление;
102 - .сигнальное заземление, или заземленный обраruый пр-о
вод;
103 - передаваемые данные;
104 - принимаемые данные;
...
\\
11)$ - запрос пер~ачи;
106 - готовность к~ередаче;
107 - оборуд,ование vер-едачи данных ГО'!'ОВО;
108.l - подключить <'>(Sорудование передачи данных к линии;
108.2 - оборудование Qбра,ботки данных готово;
109 - детектор принимз,емого линейного сигнала данных;
125 - индикатор постушtения вызова;
126 - выбор несущей частоты. передачи (для модема, описан
ного в Рекомендации V2 l или аналогичnых устройств);
132 - переход в режим «Не данные».
Для всех цепей стыка и передаваемых по ним сигналов дан
ных и взаимодействия. Рекомендацией V24 устанавливаются зна
чения напряжений, входных и выходных сопротивлений, длитель
ности фронтов сигнаJюв и других электрических ха:рактеристик.
§ 4.3. УСТРОИСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ
ДЛЯ НЕКОММУТИРУЕМЫХ ТЕЛЕГРАФНЫХ КАНАЛОВ
У1стройства преобразования сигналов телеграфного типа
. (УПС-ТГ)
отличаются тем, что в них не производятся модуляция
и демодуляция, т. е. передача инфор,мации ведется сигналами пос
тоян~\ого тока, без использования какой-либо несущей. Причиной
этого является то, что каналы тонального те.1еграфирования (ТТ)
имеют вход и выход, рассчитанные на сигналы именно постоян
ного тока. Преобразование в модулированные сигналы несущей
частоты осуществляется в самом канале ТТ. Таким образом, ос
новной задачей УПС-ТГ является преобразование уровня сигна
лов постоянного тока, а та·кже преобразование однополюсных
.сигю,Jюв в двухполюсные и наоборот. Кроме того, УПС- ТГ вы
полняют ряд второстепенных служебных функций.
Примеро;1,1 УПС телеграфного типа может служить устройство
ТТВ-200, нашедшее довольно широкое распространение. Этим:
устройством, в частности, комплектуются описанные выше або
пеп-гские пункты ТАП-2 в случае, если они работают по неком
мутируемым каналам ТТ. Кроме того, ТТВ-200 можно применять
и в других системах передачи данных ЕС ЭВМ, так как все ха
рактеристики его входных и выходных цепей стандартизованы в
соответствии с рекомендациями МККТТ и требованиями ЕС ЭВМ
«Ряд». Устройство УПС-ТГ типа ТТВ-200 рассч,итано на переда
чу данных со скоростью, не превышающей 200 Бод. Передача
производится в душ1ексном или в полудуплексном режиме в за
вwсимости от выбранного алгоритма ,работы абонентского пункта •
или аппаратуры передачи данных. Вход и 'ВЫХОД канала ТТ мо
гут быть соединены с ТТВ-200 двумя парами проводов, не имею
щими зазем.1ения, или по схеме «провод-земля». Напряжение
выходных сигналов ТТВ-200 с-оставляет ± 17-а-±25 В (двухполюс
ные ,сигналы) при номинальном токе ±20 мА. Выходное сопро
тивление устройства может изменяться от О до 1500 Ом, номи
налЬ'ное значение выходного сопротивления 400 Ом.
121
Напряжение принимаемых из канала ТТ двухполюсных сигна
лов может лежать в пределах от ±5 до ±25 В, однако при усло
вии, что входной ток будет иметь номинальную вели'Чину ±20 мА.
Регулировка входного тока в зависимости от напряжения сигна
ла производится из1менением входного сопротивдения уст,ройства.
Возможные пределы изменения - от 250 д'О 1500 Ом, номиналь
ное значени,е входного сопротивления - 1ООО Ом. Собственные
искажения ТТВ-200, вносимые им в передаваемые сигналы дан
ных, не пр·евышают 2-5% в завИ1Си:мости от схемы включения_
Подробнее о·б этом будет сказано ниже.
бУ
,,,zzo
БП
L----' MK .___
__.
тк
Рнс. 4.6. Структурная схе
ма УПС-ТГ типа ТТВ-200
Нумерация, назначение и эл,ектрические параметры цепей"
соединяющих ТТВ-200 с оконечными устройствами передачи дан
ных, соответствуют Рекомендации V24 МККТТ (см. § 4.2).
Питание устройства ТТВ-200 производится от сети переменно
го тока напряжением 220 В с допусти:мым отк;1онением напряже
ния +10.или -15% и пт,ре·бляемой мощностью 30 В-А. Габа
риты устрой:ства-169Х280Х400 мм, масса-8,5 кг.
Устройство преобразо•вания сигналов ТТВ-200 может работать.
в следующих режимах:
1) передача и прием данных;
2) местный контроль работоспособности устройства; произво
дится без участия прQтивопо;южной станции и канала ТТ;
3) телек;онтроль, поэ'Воляюп(ий проверить исправность обоих
. УПС
и соедиlНяющего их канала ТТ; производится оператором од
ной из станций, в то время как цепи передачи w приема другой
станции соединяются шлейфом.
Структурная схема УПС-ТГ типа ТТВ-200 представлена па
рис. 4.6 . В состав устройства входят следующие блоки: управле
ния БУ, .1инейноrо согла·сования БЛС, измерений БИ, контроля
В.К и питания БП. К блоку управления БУ 01юнечные устройства
аппаратуры ·передачи (АПД) или Qбр~,.(':iотки (АОД) данных под_-
122
\\
\
u
ключаются с помощью цепеи стандартного •стыка, перечисленных
в § 4.2 . 1( линейной· стороне УПС подается четырехпроводное
окончание канала ТТ. Ра-ссмотрим работу и назначение всех бло
ков структурной ~схемы в следующих режимах.
Режим пер-ед-зчи данных. Сигналы данных, подлежа
щие преобразов-а.н:ию ·и передаче по каналу ТТ, поступают по це
пи 103 стандартного стыка в блок управления БУ. В блоке БУ
производится при-вяз-ка уровня поступающих от оконечных уст
рой·ств сигналов к стандартным напряжениям транзисторных ло
гических эл-ементов для последующей обработки. Двоичному ну
лю соответ,ствует отсутствие папряже'Пия на выходе БУ, дв·оичной
единице- наличие напряжения +5 В. l(роме того, прохождение
сигналов данных на выход БУ возможно толыю при условии пос
тупления на его вход сигналов взаимодействия по цепя·м 106 и
108. Бели это условие не выполняется, па выход БУ поступает
сигнал постоянной значащей позиции +5 В.
Дальнейшие преобразования передаваемых сигналов данных
осуществляются в БЛС. Здесь прежде всего сигнал с уровнем
О, +5 В превращается в двухп_олюсное напряжение ±500 мВ. По
лученные двухполюсные элементы проходят через фильтр ниж
них ча,стот с нолосой пропускания от О до 150-200 Гц. Назначе
ние фильтра - задержать высокочастотные составляющие спект
ра прямоугольного сигнала. Фильтр нижних. чаt::тот может быть
выключен, при этом величина краевых искажений на выходе
~'ПС снижается с 5 до 2%, так как форма сигнала mри выключе
нии фильтра не искажена.
Далее двух·полюспые сигналы с напряжением ±500 мВ уси
ливаются с помощью выходного транзисторного реле до напря
жения ±30 В. В блоке БЛС име-ется переменный р,езистор, с по
мощью которого устанавливается номинальное значение выход
ного тока, равное ± 20 ,мА. Величину тока измеряют миллиамtпер
метром, входящим в состав блока измерений БИ. Далее через
блок конТ1роля БI( сигналы данных подаются на вход канала ТТ
(цепь Пер блока БI(). Если вход и выход канала ТТ включены
по схеме «провод-земля», то один из пары проводов Пер и один
из пары прово,11Jов Пр объединяютrся и заземляются.
Режим пр и ем а д а н н ы х. Одно-временно. с передачей мо
гут производиться пр,ием данных из ка-нала ТТ rи ,преобразование
их в вид, требуемый для работы оконечных устройств АПД или
А.Од: Принимаемые из канала двухполюсные сигналы с ампли
тудой от ±25 до ±5 В подаются в БI( и далее- в БИ. В пос
ледпе-м предусмотр,ена возможность изм~репия входящего тока
миллиамперметром:. Регулировка. тока путем изменения входно
оо сопротивления устройства осуществляется переменным рези
ст.ором, находящимся в БЛС. В этом же блоке принятые двух
полюсные сигналы преобразуются в однооюлюсные ,с напряже
нием О, +5 В. Далее преобра,зова1нные сигналы че·рез БУ подают
ся в оконе·чные устройства АПД или АОД. Цепь приема имеет
па схеме рис. 4.6 номер 104.
123
Режим местного контроля. В этюr режиме проверя
ет,ся испраnпость всех бл01юв, входящих в состав данного УПС,
ДJ1я этого уст,рои•спю вю1ючается «на себя», т. е..1инейные цепи
передачи и приема соединяются между собой. Переключение этих
ценен 11роисходит в блоке контроля, непосредственно на выход
ных к.r1ем.мах б.11.ока контроля БК, чтобы охватить проверкой все
узлы преобразования трактов передачи и приема одноаремепно.
Сигнал, унравляющий переключением б.1ока БК в режюr местно
го контроля, вырабатывается блоком управ.1ения и подается по
цепи ,1,~к. После соединения линейных цепей «па себя» блок БУ
вместо сигналов данных передаст поочередно значащие позиции,
ст.А
IOJ
!/Лt,"-пер
fUEt- УЛС пр
Конал ТТ
!(анал ТТ
ст. 5
УПС пр
УПСпер
Рис. 4.7 . Структурная схема те:rеконтроля 1'ПС
соответствующие нуJiю и е,1u1ни r{e. Д.;rнтеJ1ьность их ,()iпределяется
онератором, ведущим проверку. При испрашrости всего устрой
ства в целом эти сигналы, пройдя тракт переда,1и, а затем прие
ма, RОЗRращаются в бJюк управ.r1ения и в зависимости от своей
значащей позиции зажигают одну из д,вух кО1птро.~п,пых ламп.
По эгюf ламттюf оператор судит об исправности УПС. Управле
ние переда 11ей испытате.1ьных сигналов из бюжа БУ осущест
вляет блок контроля БК..
Режим те :i е к он т iP о JI я. Проверяется_ исправность двух
j'ПС и соединяющего и·х капа.11а ТТ. Проверка также ведется
шлейфом, которыи в режиме телеконтрОJlЯ со:щается соединением
цепей приема 104 и передачи 103 стыка УПС с ЛПД, как это по
казано на рис. 4.7 (станция Б). Станция А явJtЯе'l'ся проверяю
щей: ее оператор поочередно передает испытате.11ьные значащие
поз1щии пуля и единицы. Оп же контролирует .нрохождение этих
снrна,•J.Он по всему шлейфу с пом,ощью контро.11ьных ламп так же,
как в режиме мс~тного контроля. С.11едует заметить, ч-то. такой
теJ1еконтро.11ь треоует участия операторов обеих станщш и их
предварите.11ыюй доrовореппости. Кроме того, результаты контро
ля позволяют J!НШь в оfi1цем оценить работоспособность аппара
туры и капала ТТ, но пе дают возмол-спости IiЗ:1⁄2ерить и оцепить.
ка.,;ествепные показатели передачи, например краевые искажения
шш коJJнчество ошибок.
Возвратившись к с11руктурпой схеме ТТВ-200 (см. рис. 4.6),
нужно ,сказать также о цепи нзанмодеиетRия тк между бJюками
БК и БУ. По этой цепи блок контрОJIЯ управ.11.яет вкюочепием
шлейфа между цепями 103 и 104 n режиме тслr.кпнгроля.
Б.11ок питания БП устроиства вырабюывает напряжения пи
тания постоянного тока nccx требуемых градаций для работы ос
тальных блоков. Значения этнх нанряжений показаны на р11с. 4.6.
124
Выше уж-е говорилось, что устройство преобразования сигна
лов ТТВ-200 предназ11ачено для работы по некоммутируемым ка
н·алам. Поэтому работа э:rаго устрой,ст,ва в режиме набора но
мера вызываемога абонента не предусматривается. Операции же
вызова противополажной станции перед началом передачи дан
ных и отбоя по окончании передачи данных сохраняются. Вызов
и отбой осуществляются в такой последовательности. Посылка
сигналов вызова шли отбоя производится оконечным устройством
АПД или АQД, вк.лЮ"!енным в УПС, по следующим стандар11ным
цепям взаимодействия:
108.2 - оборудование обработки данных гатово к тому, чтобы
начать передачу данных к вызываемой станции;
105 -.запрос переда'ЧИ данных от выз·ываемой станции.
Таким образом, вызов должен посылаться УПС в двух слу~
чаях: если имеюrrся данные, которые нужно пер.еда'Гь вызываемой
станции, и если требуе'ОСЯ запросить от вызЫ'Ваемой станции име_
ющиеся у нее данные.
Получив от оконечных устройств сигнал взаимодействия по
цепи 108.2 или 105 (в са,провождении сигнала по цепи 106 «Готов
ность к лередаче»), УПС вызывающей станции нап;ра,вля-ет в ка
нал ТТ сигнал вызова, для чего осуществляется переход от зна
чащей позиции «нуль» к позиции «единица» линейного двухпо0
люсного сигнала (изменяется выходное юшряжение УПС от -20
до + 20 В). Сигнал вызова посылается через 40 м,с после поступ
ления сигнала по цепи 108.2 или 105. Одновр.сменно по цепи взаи
модействия 106 в оконечные устройства подается сигнал «Готов
к передаче». Если передачу должна вести вызывающая станция"
то по сигналу цепи 106 включается оконечное устройство пере
дачи, например считыватель, и по информационной цепи переда
чи 103 в УПС и далее в канал начинают поступать данные. В слу 0
чае запроса данных от вызываемой станции передача данных не
111роиз1Водит,ся, а оборудование приема подготавлив·ается к прие
му данных.
Вызываемая станция, спустя 4 мс после приема сигнала вызова"
посылает в ruюнечное оборудование ,служебный сигнал· «Индикация
вызова» по цепи взаимодействия 125. По этому сигналу приводят
ся в готовность оконечные устройства, между УПС и оконечными
устройствами производи-гся обмен сигнала:-.~и взаимодействия па
цепям 105, 107, 108.2 уже раосмотренным способом. Через 40 мс
после обмена сигналами взаимодействия вызываемая станция го
това к переда'Че или приему данных.
По окончании сеанса связи УПС вызывающей и вызываемой
станций переходяrr в исходное состояние следующим образа:-.~.
1. В режиме д.вустороннего отбоя на каждой станции сигна
лом отбоя является прекращение поступления сигнала взаимодей
вия по цепи 108.2 «Оборудование обработки данных готово». Под
управлением этого сигнала УПС переходит в исходное состояние,
в канал посылается значащая позиция «нуль» (-20 В выходно-
12&
то напряжения), а n сторону оконечных устройств прекращается
подача сигналов ~взаимодействия по uепю1 106 и 107.
2. В режиме одностороннего отбоя для возвращения обеих
сетанпий в исходное по:южение достаточно на любой из них сфо·р
мировать сю·наJ1 отбоя прекращением подачи напряжения по це
пи 108.2. Станция, ,которая произвела отбой, возвращается в ис
ходное состояние так же, как и в режиме двустороннего отбоя.
Для другой же станции сигналом отбоя является нулевая знача
щая позиция двухноJ1юсноrо сигнала, принимаемого из кана:~а
ТТ. Для цредотвращспия Jюжных отбоев за счет кратковремен
ных перерывов евязи, вызванных действием помех, в режю,rе од
ностороннего отбоя предусмотрена выдержка вр,е:--1енн, ра•вная
J, l с. Устройство преобразования сиrна;1а переходит в исходное
,соетояние не сразу пос,1е нача.-rа нулевой значащей позиции при
нимае:моrо сип1а.1а, а ,"Iишь спустя 1,1 с. Бели длительность ну
.левой значащей позиции :меньше 1,1 с, отбоя пе происходит.
Таким образом, упрющение установлением соединения и от
,боем в УПС типа ТТВ-200 осуществляется всегда со стороны око
нечпых устройств AllД или АОД, включеппых в это УПС.
Конструктивно уст1ройство ТТВ-200 выполнено на еъемных
платах, вставляемых n общую раму. В качестве элементной ба
зы применены дискретные и аналоговые микросхемы, соединяе
мые с помощью печатного монтажа. Первоначальная устанонка
1)ежима работы ТТВ-200 производится пеrспанкой псрб1ычек,
имеющихся на п,1атах. Соединение с оконечны:-vr оборудованием
АПД И,lИ лад - разъемное. На заднюю ст,снку устройства вы
ведены следующие элементы контроля: переклю'Iатели и сигналь
ные лампы местного контроля и телеконтроля, выключатель и
лндикатор сети пере_1,,тенного тока. Спередн (нод кожухом) имеет
,ся МИJIJJИампер:метр блока измерения ,со шкалой 30----0 -30 мА и
11еременные резисторы д.11я реrулировlКИ входноl'О и ;выходного со
лротиш1ений устройстnа.
§ 4.4. УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНА.ТJ:ОВ
ДЛЯ IШММУТИРУЕМЫХ ТЕЛЕГРАФВЫХ НАВАЛОВ
При организации передачи данных по коммутируемым кана
..лю1
ТТ абонентс1(Ие пункты передачи данных доJ1жны быть уко:м
ПJ1ектонаны специальными устройствами преобразования сигна
лов телеrрафноло тина (УПС-11Г). Оснсшная функция УПС-ТГ,
т. е. преобразовшше напряжения и вида двои•шых сигналов по::
·тоянного тока на передаче) и прие,мс, осуществляется так же, как
и n устройстВ1е, описанном n предыдущем параграфе. Процессы
Жf вызова, устаноnлсния соеди1юния и отбоя при работе по ком
мутируемым канаJiам качественно отличаютея от вышераесмот
·рснных, и поэтому для коммутируемых каналоn требуется спе
циальное 1'ПС-ТГ. Кроме того, в состав абонентского пункта или
аппаратуры передачи данных, работающих по коммутируемым
·каналам, обычно входит служебный телеграфный аппарат, пред-
126
.,
..
назначенный для обеспечения служебной связи операторов со•
скоростью пер~дачи 50 Бод. Подключение служебного аппарата
к каналу также является функцн1ей УПС- ТГ.
В качестве ,примера построения УПС-ТГ для передачи данных
по коммутируемым телеграфным каналам можно рассмотреть уст
ройство типа ТТХ-200. Как и УПС типа ТТВ-200, это устройство
в основном аспо.Jiьзуется в абонент·ских пунктах ТАП-2. Однако,
п1ри необходимости ТТХ-200 можно применять и совместно с дру-
rой аппаратурой передачи данных, отвечающей рекомендациям
МККТТ и требоiВаниям ЕС ЭВМ.
По своим электри•ческим характери,стикам, цепям стыка, эле-
ментной базе и др~гим показатмям ТТХ-200 во многом совпа-·
дает с ранее рас•смотренным устройством ТТВ-200. Поэтому в:
дальнейшем будут рассмотрены лишь особенности работы·
ТТХ-200, обусловленные спецификой работы на юоммутируемых.
каналах ТТ.
В состав абонентского пункта, работающего по коммутируе
мым каналам, входят служебный телеграфный аппарат и устрой
ство для набора номера вызываемого абонента. Поэтому УПС дюг
коммутируемых каналов, в частности, ТТХ-200, юроме перечис
ленных в п,редыдущем параграфе, работает также в сл,едующих
режимах:
1) местном, при котором передатчик телеграфного аппарата·
соедriняекя через УПС с приемником для проверки работоспособ-
ности аппарата" заготовки пятидорожечной перфоленты и др.;
2) служебного обмана, рбеопечивающего полудуплеюсную те-·
леграфную служебную связь между двумя станциями, соединен
ными ко:wмутируемым каналом ТТ, при скорости передачи 50 Бод"
Порядок установления соединения, обмена и отбоя в режиме слу
жебного обмена такой же, что и па сети абонентскоr,о телеграфа
,
(АТ). Переход в режим нер,едачи или приема данных может быть
произведен только из режама служебного .обмена. По ок1ончании·
передачи данных ТТХ-200 :возвращается в режим служебного об-
мена, а затем по си•rналам отбоя - в исJюд1юе состояние.-
Устройство ТТХ-200 (ри•с. 4.8) содержит· сл,едующие блоки:
управления БУ и линейного согласования БЛС (в основном ана
логичные одноименным блокам ТТВ-200), переключения реж,имо-в·
работы БПР и управления режимами БУР, вызова БВ, согла•со
вания с тмеграфным анпа,ра'Гом БСТ и аппарат ТА. К блоку уп
ра,вления с помощью цепей стандартного стыка подключены око
нечные устройства АПД или АОД, к блоку БЛС-канал ТТ,
имеющий четырехпроводное или двухпроводное (с заземл•ением
обратного провода) окончание.
В исходном положении оконечные устройства передачи дан
ных и телеграфный аппарат оператора выключены и в канал ТТ
nередае11ся значащая позиция «нуль», т. е. -20 В двухполюсного
линейного сигнала. Пrри необходимости оператор может пере
ключить телеграфный аппарат на работу в местном режиме, т. е.
соединить его передатчик и приемник через блоки БСТ и БВ.
12Т
Служ,ебный сигнал, поступающий из блока БВ, включает д:вига
т ель телегр а фного аппарата. В канал из блока БВ по-прежнему
передает1ся зна'Чащая позиция «нуль». Из работы в местном ре
жиме телеграфный аппарат мож1ет быть переюлючен: s исходное
п~ ложение оператором да н н ой ст алции или в режи м служебного
оомена при поступлении сигнала вызова от противоположной
с та нц.ии . Сос11ояние входящего вызова определяется блтюм вы
з ов а Б В, ,который зат ем ПОJJ;ключает телеграфный а п п а,рат к ка
налу ч•ерез бл,оки БПР и БЛС.
~
Данные
h
h
-<;с
бУ
бПР
БЛС
~
~
:i:
-<;с
&';
~
i,::,
t "'il::)... s:i...~
~~~
<"3
~~~
Нестн.
ТА
БСТ
\БВ
Omtlemы
/
БУР комм.оtfор.
Рис . 4.8 . Структурная схема УПС-ТГ типа ТТХ - 200
Последовательность операций, выполняемых при исходящем
вызоне, таков·а.
1. Опе,ратор вызывающей станции посыла ет в канал и дал е е
на к оммутацио н ную станцию сигнал вызова нажатие.м соот ветст
ву ющей кн опки в блоке БУР, в результа-те чего в канал нач и
на.ет переда,ватъ,ся знач ащая позиция «единица» ( + 20 В).
2. С ком,мутационной станции по каналу ТТ поступает с и г м ал
раз решения набора номера, т . е. происходит изменение значащей
поз иции принимаемого двух1полюсного сигнала от -20 до +20 В.
3. Оператор набирает номер вызываемой оконечной станции.
В зав1исим,ости от типа ком~мутационного оборудования набор но
м ера может производиться с помощью номерона·бират1еля, нахо
дящ егося в блоке БУР, или с помощью клавиатуры телеграфно
г о аппарата комбинациями цифр кода МТК-2 . В последнем слу
ч а е по с игналу · разрешения н а бора номера должен включаться
дв и га тель телеграфного аппарат а .
4. Коммутационная стан ция, установив соединени1е, посылает
па выз ы ва ющую станцию:
а) дтпельную значащую позицию «единица», если вызывае
мый пункт с1вободен; при этом включ ается двигатель телеграф
н ого а ппарата вызывающей станции, что является сигналом уста
rювл,ения соединения ;
~28
б) кратковременную значащую позицию «единица» с после
дующим воз1вращением в позицию «нуль», в результате чего д,:ви
гатель аппарата включается и тут же выключается; для опера
тора, производящего вызов, это я1вляется оигнало,м занятости вы
зываемой станции.
Таким об1разом, телеграфные аппараты обеих станций окаэ ы
вают·ся подключенными к каналу ТТ через блоки БСТ, БВ, БПР
и БЛС, а их д~вигатели вюпоrчены. При четырех1проводном дуплек
сном окончании канала передатчик и приемник телеграфного ап
парата включаю11ся раздельно. БсЛ1и же канал имеет д1вухпровод
н:ое окончание,, как, например, на сети АТ, то цепи передачи и
приема аппарата соединяются последювательно в блоке вызов а
БВ для обеспечения полудуплек1сной связи. Далее операторы об
мени:вают,ся а1втоот1JЗетами и ведут служебные пе:реnоворы.
Переход УПС ТТХ-200 в исходное состояние (Отбой) прои с
х•одит в следующих случаях:
при нажатии оператором отбойной кнопки блока управлени я
режимами БУР;
при приеме сиJ1нала отбоя с протИ'воположной станции (нул е
вая значащая позиция, длящая,ся не менее 1,5 .с);
при перерыве овязи, происшедшем по Л'Р'ичине неисправности
канала ТТ .или коммутационного оборудования.
Во нсех перечислеН1ных ситуациях с блока вызова БВ в канал
ТТ в течение 2 с пер,едается сигнал отбоя, после чего все участ
вова1вшие в ршботе блоки УПС, а также телеграфный аппара т
выключаются.
Переход в режим пер,едачи данных произ·вщ1,ит;ся только из
режима служебного обмена (но не из исходного положения УПС).
Сигналом, управляющим переходом в режим передачи данных,
я·вляюТ~ся четыре подряд следующие комбинации буквы Б по ко
ду МТК-2, используемому в служ,ебном телеграфном алпарате.
Комбинация эта имеет вид 1 О О 1 1. Оператор, переключающий
УПС в режим переда.чи данных, может пер,едать управляющий.
переключением сигнал двумя слосо·бами: с ,клавиатуры телеграф ~
ного аппарата, работающего в режиме служебного обмена, и на
жа,гием кнопки, включающей датчик 1юмбинаций буквы Б, нахо
ходящий~ся в блоке переключения режимов БПР. Четыре комби
нации буквы Б, полученные одним из этих способов, передаются
по каналу ТТ на про11и:воположную станцию, как и другие теле
графные комбинации в режим,е служебного обмена. Специаль ~
ный дешифратор, входящий в состав блока БПР УПС, вьrделяе"('
упра·вляющий сигнал, после чеnо БПР проиiЗводит переключение
БЛС и канала ТТ к блоку упра1вления БУ, т. е. к •01юнечным.
устройства,м передачи или обработки данных (1см. рис. 4.8). Не,
обход~имым условием для переключения является получение ,слу
жебного сигнала от оконечных устройств по цепи 108.2 «Обору._
дов'ание обработ,ки данных готово,». Порядок обмена служебны •.
ми сигналами по цепям стыка здесь такой же, как и в УПС
129-
-ТТВ-200. После перехода УПС в режим передачи данных двига
тель телеграфного аппарата. выключается.
Обмен данными между д,вумя станциями и взаимодейс11вие
.оконечных устр-ой1ств, бл,оков БУ и БЛС в проц-еосе этого обмена
а1рактичесюи не отличаются от раrссмотренных в § 4.3, поэтому
о
ш
ш
1m
~
подробно здесь не рассматриваются. Исклю
чение составляет лишь окончание сеанса пере
дачи данных . После того как вся имеющаяся
информация передана, УПС обеих станций
возвращаются в режим служебного обмена
следующим образом. Передача сигнала вза
имодействия по цепи 108.2 прекращается. Блок
переключения режимов БПР, получив управ
ляющий сигнал из БУ, переключает блок ли
нейного согласования БЛС и канал ТТ к бло
ку вызова БВ и далее к телеграфному аппара
ту. Блок БВ включает двигатель аппарата,
полностью готового теперь к работе. В сторону
оконечных устройств АПД или АОД прекра-
-Рис. 4.9 . Блок управ- щается подача сигналов взаимодействия по
ления ТТХ-200
цепям стыка 106 и 107. Переход в режим слу-
жебного обмена из режима передачи данных
,производится и тогда, когда передача или прием данных не ве
-дется более 10 с (или 30 с) .
Таким образом, в отличие от УПС типа ТТВ-200, в УПС типа
ТТХ-200 со стороны оконечных устройств пер-едачи или обработки
.данных произ,водит,ся не вызов и отбой, а лишь переключение из ре
.жима служебного обмена в режим переда1чи данных И' наоборот.
Вызов, отбой и установление соединения осущ ествляются блоком
_управления, в-ходящим в соста,в УПС. Этот ж·е •бло,к служит дJrя
.контроля и измерения токов в линейных цепях передачи и приема.
Расположение органов уцравления и контроля блока. упраi3-
.ления УПС типа ТТХ-200 показано на рис. 4.9 . Назначение орга
яов следующее:
а) кнопки 1 и 2- для под:ключения миллиамперм·етра блока
управления к линейной д1вухполюсной цепи передачи или приема
;соответственно; одновр-еменное нажатие обеих кнопок невоз
м·ожно·
б) ~нопка D - для у:правления переключ·ением УПС в реЖИ\11
передачи данных; п1ри нажатии этой ююпки в канал передаются
четыре комбинации бук·вьr Б подряд; в кнопке имеется встр·оен
. ная сигнальная лампа, загорающая,ся в режим -е ,передачи данных;
в) кнопка местного режима М со встр·оенной сигнальной лам
лой, соединяющая цепи передачи и приема телеграфного аппа
;рата;
г) кнопки отбоя О, вызова В, а также номеронабиратель -
для установления соединения и отбоя;
д) миллиамперметр со шкалой 30-0 -30 мА - для измерения
линейных токо1;1 передачи и приема.
:1 36
"
В части конструктив.ного офор,мления УПС типа ТТХ-200, его,
элементной базы и источников электропитания справедливы все
положения, описанные ранее для анаЛ()ГИ,чных устройств (см.
§ 3.7 и§ 4.3).
§ 4.5. МОДЕМ ДЛЯ IШРЕДАЧИ СО СКОРОСТЬЮ 200 БОД
В отличие от ранее рассмотренных ус11ройств преdбразованшr
сигналов телеграфно-го типа, описываемый модем рассчитан на
передачу по каналу двоичных cиrнaJIOD переменного тока, в то
время как переiдача и прием данных в сторону оконечного обору-
давания АПД или АОД ведутся по-прежнему сигналами постояп
НО!10 тока. Необходи:мость модуляции обусловлена типом приме
няемого в качестве канала связи стандартного канала ТЧ с по
лосой пропускания от 0,3 до 3,4 щГц. В качестве примера пост
роения низкоча•стотного УПС, раrссчитанного на передачу дан
ных со .скорастыо до 200 Бод по каналу ТЧ, ,может быть рассмот
рен модем типа ТАМ-200 (ЕС-8002).
Модем имеет стандартные цепи стыка ,с оканечным оборудо
ванием передачи или обработки данных, перечисленные в § 4.2 . .
Это позноляет и•спользовать его в сочетании с низкоча.стотнымl-f
уст•ройствамн ЕС ЭВМ и, в частнасти, с абоненТ1Скими пун•ктами·
АП-1, АП-2, ТАП-2 и АП-70. По ораннению с уже известными
цепями стандартного стыка здесь доба,вляется цепь 126 «Выбор,
несущей ча·стоты передачи». По ,своим линейным параметрам,
(способу м•а;дуляции, значениям несущих чаегсл, величине девиа-·
ции, уровню передачи и другим характеристикам) ТАМ-200 nол
настью соответствует Рекомендации V2 l MKJ<.TT (см. § 4.2).
Основные функции модема ТАМ-200 следующие:
преобразование д~вои:чных сигналов постоянного то·ка, переда
ва·емых от оконечного оборудования в частатномодулированные
сигналы одной из днух нс.сущих частот, в зависимости от направ-
ления передачи (от выз,ывающего пункта .к вызываемому или на-
оборот);
пр•еобразование частотномодулированных колебаний несущей:
частоты в двоичные сигналы постоянного тока, направляемые в,
оконечные устройства. Следует подчвркнуть, что передача и
прием данных могут производиться одновременно, т. е. дуплек
сом, незавн·симо от того, имеет ли предоставленный для работы
канал ТЧ двухпроводн1ое или четыреХ:проводное окончание.
К:роме того, модем ТАМ-200 выполняет следующие служебные
функции:
обеспечение служебной тел·ефонноif связи операторов;
вызов, у.становление соединения и wбой, которые м"Огут осу
ществлять:ся как операторами, так и в автоматwческом режиме;
мостный контроль работоспособности устрой•ства и телеконт
роль, охватывающий также противоположную станцию и канал
связи.
131
.Ра,ссмотрим последовательность передачи и приема данных,
а также служебные операции, пользуясь структурной схемой мо
дема, показанной на рис. 4.10. Преобразования сигналов при пе
редаче данных происходят следующим образом.
Двоичные сигналы данных, подлежащие передаче, постунают
{)Т оконёчных устройств в блок управ.пенRя БУ по цепи 103 стан
дартного стыка. В этом блоке сигналы преобразуются ,по ампли
-туr~е для их посJ1едующей обработки транзистор•ными лог:r.rчес-
Б!J
БМД
БФ
БЛС
вив
Рис. 4.10. Структурная схема модема ТМ-1.-200
Пер К:
~
Пр~
'!<ИМИ элементами, рассчитанными на сигналы О, +5 В. После
этого сигналы данных с преобразованным напряжением из блока
.БУ поступают в блок модуляции и демодуляции БМД. Модуля
тор блока БМД предста1вляет собой дискретную схему - деJштель
частоты с управляемым коэффициентом де.1ения. На вход дели
теля подаются .высокочастотные импульсы от задающего генера
тора. Коэффициент де,1ения делителя определяется двумя факrо
:ршми так же, как и значение ча,стоты импульсов на его выходе:
·выбранным для передачи номером пощ<анала (см. § 4.2) и знача
щей позицией двоичного сигнала, поступающего в данный момент
,от оконечных устройств по цепи 103.
Таким образом, сигнал на выходе делителя будет иметь пря
ыоугольную форму ·и частоту, определяемую модулирующим на
п,рг,жением сигнаJ1ов 110стоянного тока,. Формы модулирующих
,снгнадов на входе де.1ите.чя и модулированных по част,оте коле- ,1·,
баний на его выходе показаны на рис. 4.1 la и 6 соответственно.
l'v1одулирова1111ый по ча,стоте сигнал с вых-ода моду.-1ятора по- J•.;
дастся на блок фильтров БФ, где проходит через полосовой .
фи.пьтр передачи и в результате оl'раничения riолосы частот при- J
обретает синусоидальную форму, показанную на рис. 4.llв. В
б.чоке фильтров БФ имеются два фильтра передачи и два филь'l'-
ра приема для д•вух подканалов 'С несущими ча,стотами fv=
,13~
!!t.'J:?·;,тi';,,< •• •
11
1
1_:_{ ~ ;,~:О f~,,';J;;,;7::ю~~oB~fФ-т';,°!•::~,":д.",:~.,:.~=:,;
/С:· блОКQм управления в зависи~Масти от того, является ли данная
;::".
станция вызывающей или .выз.Ь11Ваемой.
~-·· • ;.
В б.'Iоке линейного согласования БЛС (см. рис. 4.10) имеется
[ :)/~,дифсистема, с u помощью которой производится согла•~ован·ие че-
1~ырехпроводнои схемы УПС с ДJВухпроводной схем-Ой коммути
У:: • руемоrо канала ТЧ. Крuме того, в БЛС осуществляются регули-
lt/
а)
t
по □□ ппп□□г:
6)
DаА~"Dл"Dr"
_
61 vv vvvvvvv.
Рис. 4.11. Форма сигналов модулятора
ТА.М.-200:
а) модулирующие сигналы; б) частотно
модупированные колебания на выходе модУ•
лятора; в) линейные сигналы
-, ровха уровня передачи и приема непосредственно на входе и вы
хо.а-е канала ТЧ. УрQвень передачи может быть установлен в цре
де.11а:,~ от О до 28 дБм. В за1виси1мости от за•тухания канала ТЧ
у:[)'овень принимаемых сигналов может изменяться в пределах от
О до 43 дБм; работоспособность УПС в этих предел'аJх сохра
няется.
Принимаемые из канала ЧМ сигналы ,поступают в блок БЛС. •
1
Бели канал ТЧ имеет д.вухnроводное окончание, то диф-система
блока БЛС разде.'Iяет тра!К'Ты переда1чи и приема, и выделенные
принимаемые сиr.налы на,правляются в бJюк фи.льт•р·ов БФ. Соо.т-
1
ветствующий данному подканалу фильтр приема выделит прини-
~ маемые сигналы. Затем в блоке БМД производится демодуля-
1
ция, состоящая из следующих связанных между собой этапов:
1
•а)
ПJI)инятый сину,с-оидальный ЧМ сигнал усИJiивается и огра-
r· НИЧИ:Вается, приобретая ВИД прЯМО'}ТОJIЬНЫХ И~м1пульс{)В, следую"
l щих ас ча1стоrой, определенной мо~улирующи,м напряжением и
~ • номером подканала;
б) прямоугольные им-пуль-сы демоду.'Iируются, т. е. происходит
l ;{ выделение исходного спектра двоичных сигналов по.стоянного
-тока;
в) полученные в результате демодуляции сигналы фор·ми-ру
ютея, приобретая строго прямоугольные фронты и заданн.ую ам
плJiтуду, после -чего они .передаются в оконечные устройства АПД
.И'JJИ АОД.
133
Как и модулятор, дем-одулятор в ТАМ-200 построен по дис
кретному принципу. Он представляет ,собой сч-ет,чик импульсов с
определенным коэффициентом пересчета. В зависимости от час
тоты ПОСТ)'Шюощих на вход счетчика им1Пульсов па его выходе
появляется д'Dоичная значащая позиция «нуль» или «единица».
Принимаемый из канала ЧМ сигнал управляет та·кже рабо- ;;,
той сх,ем.ы контро.1я уровня дриема. Если по какой-либо прNo~_f:;т, -1·
уровень на входе приемной ча·сти УПС (точки Пр бл·ока БЛС) ·•
·
ста•нет меньше за'Ранее заданной величины, сра·батывает схема <
контроля уровня, и из б.11tжа ущравлення БУ в сторону оконечных ., _';
устройств будет посJ1ан по цепи стыка 109 сиг.пал взаимодействия •
«Детек11ор прин!Имасмого линейного сигнала данных». В оконеч-
ном устройстве, на·п,ри.мер в а-бонентском пункте, этот си.rnал
gключа·ет сигнализацию для ооератора и блокирует прием посту
па:ющих данных.
Номер подканала: а след·овательно, значение несущей ча·стоты
и фильтры передачи и приема выбираются в зависимости m то
го, является ли данiная станция вызывающей или вызываемой.
-При исходящем вызове сигнал переключения подканаvюtв выраба
тывает.ся в блоке БУ под управлением сиг.пала «Выбор несущей
частоты передачи» по цепи 126 стандартного стыка. Бел-и же вы
зов входящий, то сигна.1 вызова расшифровывается б,'lоком и.нди
кации вызова БИВ. Последний посылае1· в БУ си.гнал, т,реб-ующий
переключения подканалов: подканал No 2 становится п-средаю
щим, а подканал N!.> 1- приемным.
Местный контроль устройства и телеконтроль производятся
так же, как и в ранее рассмотренном УПС типа ТТВ-200, т. е.
шлейфом, с помощью JJJВYX кант-рольных ла,:м~п, загорающн~ся при
пор,машьном прохождении по тракту сигналов «нуль» и «еднница»
(см. § 4.3). Однако здесь в каждом ре.жиме тре·буе-r1ся произвести
контроль не одного канала, а двух подканалов -No 1 и 2.
Операции выз-ова, установления соедИJнсния и отбоя прои.зво
дят,ся в соотве11ствии с типом кана.1а ТЧ и системой эксплуата-
ции УПС. Канал ТЧ, по которому ведется передача данных, мо-
жет быть коМJмути,руемым и не-коммутируемым, имеющим двух
проводное или четырех•проводное окончание. Режим ра·боты УПС
по у,становлению •со-единения может быть ручным или автомати
ческим. Ддя в,сех этих условий в устройстве преобразования сиг
налов тила ТЛМ-200 предусмотрены: руЧ1ное установление сое
дин-ения с по,м~ощью телефонного aш1aipwra; автоматический ис
ходящий вызо-в под упра1Влением си.гна.1ов оконечного обо-рудо- "'·
вания, в частности, абоне·нт,ского пунюта или мультип-11ексора; ,:··
автоматический прием входящего вызова.
_l
При работе в ручном режи.м-е к телефонному каналу постоя,н- с:с
но подключен служ-ебный телефон~ный аппарат, с помощью кото- )"
рого оператор обычными способа•ми производит вызов станции, ,:
набор номера и служебные переговоры, с оператором вызываемой
станции. Затем с поступ![ением сигнала взаимодей1ствия по цепи
стыка 108 канал ТЧ переключается с телефоюного аппарата на
134
~шшJ.ратуру п-ередачи данных. При~ это·м выбирается определен
ный подканаJI, а в оконечные устроиства посылает:ся сигнал взаи
:модейст,вия по це,пи стыка 105 или 106.
После сеан,са пер,едачи данныiХ модем переходит в режим слу
ж-ебной телефонной связи и далее по договоренности операто,ро-в
дается отбой.
Цри работе в режи.ме авто-ма,гwческого исхQlдящего вы.эова все
операции по вызову, набору номера, идентификации вызываемо
го абонента ведутся без участия чеJiовека, под уп,ра'ВJiением око
нечного оборудования данных. Мод,ем ТАМ-200 при это,м лишь
,-ранслирует •сиг1налы между каналом и оконечными устрой
ствами. •
Автоматиче,ский прием входящего вы.зова~ та,кже не требует
nрисутствия ш1ератора. После получения сиnнала вызова в око
нечные уст,рОЙ'ства передается сигна.11 взаим,од,ействия по цепи
125. Да.11ее, поJiучив от оконеqных устройств сигнал по цепи 108,
блок )"Прав.11ення выбирает но-мер по\ltканала и подключает его
к кана,.11у ТЧ. Одновременно в сторону вызывающей станции мо
де.м посылает сигнал ответа, nред~ставляющий собой немодулиро
.ванную несущую с частотой 2100 Гц. Сигнал ответа пе,р1едается в
течение 3-4 с. Пос.11е Э'того передача сигнала ответа прекращает
ся, а в сторону оконечных устройств из блока упра1В.11ения БУ
пюдает,ся сигнал взаимодей.ствия по цепи 107 «Оборудование пе
редачи данлых готово». Пе·редача данных и посл,едующий отбой
лр:оисходят обычным способом по~ упра,влением оконечного обо
рудования АПД или АОД.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. foiixмaн Э. Ш., Лосев Ю. И. Пер,едача ипформац'ии в АСУ. М.: Связь,
1976.
2. Дивногорцев r. П., Яшин В. М. ,Сястемы ,и ·ашъаратура обмена ошформа
цией в сетях ВЦ. М.: Gnязъ, 1976.
3. Зимин Л. И., Савета Н. Н., Филиппов Б. В. Оред:ства подготовки да1шь~х
• в АСУЛ. М.: Статистика, 1976.
4. Коnинчев Л. Н., Коган В. С. Те.'!еграфные аппараты н аппаратура пере
дачи данных. М.: -Связь, 1975.
·5 . Коган В. С. Телеграфия н oeHDJ!Ы 111ер,едаЧ,И ~анных. М.: ,Связь, 1974.
6. Лозин И. Л., Щербо В. ](. Телообработка данных в автоматизировавиЪIХ
системах, М,: Статист1;r.ка, 1976.
Предисловие
Введение
ОГЛАВЛЕНИЕ
Г л а в а ,! . Качество передачи данных
1.1. Виды мешающих воздействий в каналах передачи данных
1.2 . Краевые искажения и дробления двоичных сигналов
1.3. Ошибки при передаче данных
.
.
.
.
.
.
1.4 . Надежность аппаратуры и каналов передачи данных
1.5. Нормиршщние качества передачи данных
.
.
Г л а в а 2. Повышение верности при передаче данных
2.1. Методы повышения вериостн
2.2 . Обнаружение ошибок в системах передачи данных
2.3. Простейшие избыточные коды. Матричное кодирование
2.4.. Коды Хэмминга
.
.
.
.
.
.
2.5. Циклические коды
.
.
.
.
.
.
2.6. Кодирующие и декодирующие устройства
Г л а в а 3. Абоиеитскне пункты передачи данных
3.1. Назначение и состав абонентских пунктов
3.2 . Абонентские пункты ЕС ЭВМ
3.3. Вводно-выводные устройства абонентских nуиктов
3.4. Видеотерминальные устройства
3.5. Абонентский пункт ТАП-2
.
.
.
3.6. Алгоритмы работы абонентского пункта ТАП-2
3.7. Конструкция абонентского пункта ТАП-2
3.8 . Мультиплексоры передачи данных
Гл а в а 4. Преобразование сигна.11ов при передаче данных
4.1. Способы преобразования сигналов
.
.
.
.
4.2 . Рекомендации МЮ(ТТ по преобразованию сигналов
4.3 . Устройство преобразования сигналов д;IЯ некоммутируемых 1елеr1'аф-
ных каналов
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4.4 . Устройство преобразования сигналов для коммутируемых те,1еrрафных
каналов
.
.
4.5 . Модем для передачи со скоростью 200 Бод
Список литературы
Стр.
3
4
9
9
13
17
21
25
2si
7/f,
п1
711
88
9ffi,
99,:
1ов:.·
1о·с
н~'
нj'
llf
30 к.
Издательство нСвязь»