Реферат по физике

на тему: «Техника связи»

Телеграфная связь.

Телеграфная связь - передача на расстояние буквенно-цифровых сообщений - телеграмм - с обязательной записью их в пункте приёма; осуществляется электрическими сигналами, передаваемыми по проводам, и (или) радиосигналами; вид электросвязи. Отличительная особенность Т. с. - документальность: сообщение вручается адресату в виде печатного (реже рукописного) текста. Это, а также быстрота передачи сообщений обусловили значительное развитие Т. с., особенно в сфере управления, деловой и коммерческой связи. Кроме передачи телеграмм, ею пользуются для ведения документируемых переговоров, передачи цифровой информации, новостей для прессы, радио и телевидения. Начиная с 50-60-х гг. 20 в. средства Т. с. используются также при передаче данных.

Краткая историческая справка. Т. с. - старейший вид электрической связи. Она появилась в 30-х гг. 19 в. Начиная с древнейших времён для передачи сообщений пользовались только неэлектрическими способами телеграфирования (сигнализации) - световым и звуковым. Их недостатки: низкая скорость передачи информации, зависимость от времени суток и погоды, невозможность соблюдать скрытность передачи. Поэтому неэлектрические способы в 70-е гг. 20 в. применяются крайне редко.

Основы телеграфии были заложены в России работами П. Л. Шиллинга, который в 1832 создал первый практически пригодный комплекс устройств для электрической Т. с. Разработанная Шиллингом система Т. с. использовалась в Великобритании (с 1837) и Германии. В 1836 Шиллинг построил экспериментальную линию телеграфа, проходившую вокруг здания Адмиралтейства в Петербурге. Затем была организована Т. с. Зимнего дворца с Главным штабом (1841) и с Главным управлением путей сообщений и публичных зданий (1842). В 1843 была построена линия значительно большей протяжённости - между Петербургом и Царским Селом (25 км). Целый ряд удачных конструкций телеграфных аппаратов для этих линий разработал Б. С. Якоби, который в 1839 создал электромагнитный пишущий телеграфный аппарат, в 1850 - буквопечатающий телеграфный аппарат. В 1844 в США была введена в эксплуатацию линия Т. с., оборудованная электромеханическими телеграфными аппаратами конструкции С. Морзе.

Развитие Т. с. во 2-й половине 19 в. было связано с ростом промышленности и сети железных дорог. Так, в 1860 в России эксплуатировалось около 27 000 км телеграфных линий связи и 160 телеграфных станций, а к 1870 эти показатели возросли соответственно до 91 000 и 714. В 1871 была открыта самая длинная в мире телеграфная линия Москва - Владивосток (около 12 тысяч км). Ещё раньше (1854) появились международные, а затем, с прокладкой подводных кабелей связи, и межконтинентальные линии Т. с.

Основная часть расходов в телеграфии приходится на сооружение телеграфных линий. Поэтому исследования в области Т. с. были направлены на увеличение эффективности использования линий. В 1858 русский изобретатель З. Я. Слонимский разработал метод одновременной передачи по одному проводу двух пар телеграфных сообщений (в противоположных направлениях). Разновидность этого метода, получившая название дифференциального дуплекса, широко применяется в Т. с. В 1872 Ж. Бодо изобрёл многократный телеграфный аппарат, передающий по одному проводу одновременно два (или более) сообщения в одну сторону. Примененный Бодо принцип временного уплотнения линии остаётся одним из основных и в современной Т. с. Сам аппарат Бодо имел настолько удачную конструкцию, что с небольшими изменениями эксплуатировался в телеграфии до 50-х гг. 20 в. В 1869 русский изобретатель Г. И. Морозов разработал аппаратуру частотного уплотнения линий связи, при котором несколько сообщений передаются по одной линии сигналами переменного тока различной частоты (идею частотного уплотнения выдвинул французский изобретатель Э. Лаборд в 1860). Этот принцип в дальнейшем был реализован в аппаратуре тонального телеграфирования, что позволило получать большое количество экономичных телеграфных каналов. В 1880 русский изобретатель Г. Г. Игнатьев предложил способ одновременного телеграфирования и телефонирования по одной линии.

Эффективность использования телеграфных линий возрастает также с увеличением скорости передачи сообщений. Так как возможности оператора (телеграфиста) практически ограничены, были разработаны способы автоматической передачи телеграмм, предварительно записанных, например, на перфорированную ленту. Последующее считывание и передача телеграфных сигналов, соответствующих записи на перфоленте, могут выполняться с большой скоростью, что повышает эффективность использования линии или канала Т. с. В 1858-67 Ч. Уитстон предложил конструкции трансмиттера - устройства для автоматического считывания с перфоленты и реперфоратора - устройства для записи телеграфной информации на перфоленту. В дальнейшем их стали применять не только для увеличения скорости передачи, но и как запоминающие устройства в различных системах обработки телеграфной информации, устанавливаемых на телеграфных станциях.

Большой вклад в развитие телеграфии внесли также сов. учёные и изобретатели - Г. В. Дашкевич, А. Ф. Шорин, П. А. Азбукин, А. Д. Игнатьев, Л. И. Тремль и др.

Организация телеграфной связи в России. По назначению и характеру передаваемой информации различают следующие виды Т. с.: связь общего пользования, абонентский телеграф (см. Абонентское телеграфирование), ведомственная Т. с., факсимильная связь (фототелеграфная связь). Т. с. общего пользования служит для передачи телеграмм, денежных переводов, уведомлений о телефонных переговорах и т. п., поступающих на предприятия связи (городские и сельские отделения связи, районные узлы связи).

При помощи абонентского телеграфа абоненты могут вести документированные переговоры либо одностороннюю передачу сообщений, пользуясь для этого телеграфными аппаратами, установленными непосредственно в помещениях абонентов. Возможна также передача телеграмм в сеть общего пользования и приём их из этой сети. Предприятия связи осуществляют техническое обслуживание абонентских установок, а также предоставляют им временные прямые соединения для передачи информации, взимая за это определённую плату. Абоненты такой Т. с. - крупные предприятия, министерства и ведомства, снабженческо-сбытовые организации и т. п. Разновидность абонентского телеграфа - Телекс, он используется для международной связи.

Ведомственная Т. с. организуется в отраслях народного хозяйства, в которых требуется передавать большое количество документальной информации (на ж. -д. транспорте, в гражданской авиации, метеослужбе и т. д.). Она может быть организована по каналам министерства связи или по собственным линиям и каналам данного ведомства.

Факсимильная связь служит для передачи на расстояние неподвижных изображений, то есть любого иллюстративного, графического и рукописного материала. Этот вид связи не обладает всеми характерными признаками Т. с., но в силу исторически сложившихся условий его относят к телеграфии. Факсимильная связь используется для передачи фототелеграмм, полос центральных газет, картографических материалов с нанесённой на них метеорологической обстановкой и т. д.

По способу организации передачи различают Т. с. симплексную и дуплексную. Симплексная Т. с. между двумя телеграфными станциями (или абонентами) позволяет передавать сообщения в обе стороны поочерёдно. При этом для передачи и приёма используется один и тот же телеграфный аппарат. При дуплексной связи информация может направляться в обе стороны одновременно, для чего на каждой станции устанавливают два аппарата - для передачи и приёма - или один аппарат с электрически разделёнными цепями приёма и передачи.

Техника телеграфной связи. Любой буквенно-цифровой текст является дискретным: независимо от содержания его можно выразить конечным, сравнительно небольшим набором символов - букв, цифр, знаков препинания. Поэтому составные элементы систем Т. с., в частности телеграфные аппараты, рассчитывают на передачу определённого, заранее заданного количества отличающихся друг от друга сочетаний элементарных сигналов. Каждому такому сочетанию, называемому кодовой комбинацией, однозначно соответствует какая-либо буква или цифра. В Т. с. применяются двоичные сигналы, то есть сигналы, которые могут принимать одно из двух возможных значений. Это даёт максимальную защищенность сигналов от действия помех в линии или канале, а также обеспечивает простоту реализации устройств Т. с.

Передача кодовых комбинаций может осуществляться двоичными сигналами различных видов. Сигналы постоянного тока (одно- и двухполюсные) применяют при передаче сообщений на сравнительно короткие расстояния (как правило, не превышающие 300-400 км) по кабельным и воздушным линиям (физическим цепям). На магистральных линиях передачу ведут двоичными сигналами переменного тока, обычно модулированными по частоте, а в качестве линий используют преимущественно телефонные каналы. Это позволяет получать в одном телефонном канале до 44 независимых каналов

Для этого применяется аппаратура тонального телеграфирования.

В 70-х гг. 20 в. основной принцип Т. с. - принцип коммутации каналов. Для передачи телеграммы между двумя телеграфными станциями устанавливается временное прямое соединение, и телеграфные сигналы передаются непосредственно из пункта подачи телеграммы в пункт назначения. После окончания передачи по сигналу отбоя соединение разрывается, а входящие в него каналы используются для др. соединений. Оконечные абонентские установки, кроме телеграфных аппаратов, оборудуются устройствами вызова и отбоя, имеющими номеронабиратели телефонного типа. Коммутационное оборудование, осуществляющее соединение абонентов, обычно располагается на телеграфном узле, находящемся в областном или краевом центре. Здесь же устанавливается аппаратура тонального телеграфирования.

Оконечные станции с телеграфными аппаратами, коммутационное оборудование и каналы Т. с., служащие для передачи информации, образуют телеграфную сеть. В зависимости от расположения оконечных станций количество узловых станций, участвующих в установлении соединения, составляет от 1 до 6.

В ряде случаев в телеграфной сети может не быть устройств коммутации, то есть в ней используются постоянно закрепленные каналы, соединяющие два предприятия связи. В частности, преимущественно по закрепленным каналам осуществляется передача информации при радиотелеграфной связи и факсимильной связи.

Коммутируемые сети современных Т. с. экономичнее, чем сети с закрепленными каналами; они обеспечивают большую гибкость и возможность соединения любых абонентов. Поэтому автоматизированные коммутируемые сети Т. с. наиболее распространены и являются одной из составных частей создаваемой в России Единой автоматизированной системы связи (ЕАСС).

Развитие техники Т. с. идёт по линии дальнейшей автоматизации процессов передачи, приёма и обработки информации, совершенствования телеграфных аппаратов, каналообразующей и коммутационной аппаратуры. Весьма перспективно применение ЭВМ для обработки телеграмм в телеграфных узлах связи.

Разработаны и выпущены первые образцы электронно-механических телеграфных аппаратов, имеющих более высокие эксплуатационные показатели, чем электромеханические. В каналообразующей аппаратуре тонального телеграфирования применяются методы передачи и модуляции, позволяющие получать большее количество помехоустойчивых телеграфных каналов.

Технико-эксплуатационные показатели телеграфной связи. Все количественные показатели Т. с. как отрасли народного хозяйства в той или иной степени базируются на информационной ценности обрабатываемых телеграмм. Эти показатели подразделяются на технические и эксплуатационные. К числу технических показателей относятся: скорость телеграфирования, верность передачи, коэффициент отказов.

Скорость телеграфирования (скорость передачи) измеряется количеством элементарных сигналов передаваемых в сек.

Количество знаков, передаваемых в мин, вычисляется по формуле:

,

где V - скорость передачи в бод; n - количество элементарных сигналов, приходящихся на 1 знак. Количество слов, передаваемых в ч, определяется по формуле:

Q_T