Методы телеграфирования

Тема 1.3 Методы телеграфирования

Способ передачи дискретной информации. Однополюсное  и двухполюсное телеграфирование, постоянным током. Тональное телеграфирование с ВРК. Симплексный, дуплексный, полудуплексный способы передачи дискретной информации. Скорость телеграфирования.

Методы телеграфирования

Методы телеграфирования различают  по характеру посылок тока при передаче кодовых комбинаций и по способу коррекции передающих и приёмных аппаратов.

         Кодовые комбинации могу передаваться посылками постоянного или переменного тока. При телеграфировании постоянным током различают однополюсное и двухполюсное телеграфирование. При однополюсном телеграфировании формируются посылки тока только одного направления, пауза между посылками обозначается отсутствием тока. Этот метод называется телеграфированием с пассивной паузой. Когда рабочая посылка передаётся током одного направления, а пауза - током другого направления -   телеграфирование называется двухполюсным или телеграфированием с активной паузой.

Рисунок. Телеграфирование: а, б – однополюсное;  в – двухполюсное.

Преимуществом двухполюсного телеграфирования является большая помехоустойчивость и обеспечение большей дальности телеграфирования.

Каждый элемент кодовой комбинации мажет передаваться параллельно по отдельному  проводу (при этом количество проводов зависит от числа элементов в кодовой комбинации) или последовательно по одному проводу.

Рекомендуемые материалы

Оконечные устройства могут работать в режимах односторонней, двусторонней поочерёдной и двусторонней одновременной связи.

По способу коррекции передатчика станции А и приёмника  станции Б телеграфирование может быть синхронным и стартстопным.

Рисунок. Передача сообщения параллельным кодом.

         Например, пятиэлементная кодовая комбинация 00101 может быть сформирована с помощью пяти ключей К₁-К₅ станции А. Все ключи к батарее присоединены параллельно. Для передачи каждого элемента набранной кодовой комбинации на станцию Б  необходимо иметь пять линий, присоединенных к пяти приемным электромагнитам ЭМ₁-ЭМ₅. Необходимость иметь число линий, равное числу посылок, делает систему связи сложной и дорогой.

Более простым вариантом является однолинейная система. Однако по одной линии невозможно передать все посылки параллельно, т.е. все посылки сразу. Посылки должны передаваться последовательно от первой до последней (n-й). Для этого параллельный код, зафиксированный пространственным положением ключей, должен быть преобразован в последовательный с поочерёдным подключением к ключам в порядке номеров посылок от одного до n-й. Считывание пространственной кодовой комбинации и передача её элементов в линию происходит с помощью вращений щётки передачи. Щётка считываемого элемента подключается поочерёдно к линии к первому ключу, ко второму и т. д. На противоположной стороне щётка приёма подключает к линии соответствующие электромагниты приёмника. Скорость записи в приёмнике должна быть равна скорости считывания передатчика. Фаза щётки приёма должна совпадать с фазой щётки передачи. Этот метод получил название синхронное телеграфирование. Передача одной кодовой комбинации происходит за один оборот (цикл). Считывающие устройства не только считывают зафиксированную в передатчике кодовую комбинацию, но и  распределяют последовательность посылки кодовой комбинации в линию, поэтому их называют распределителями.

Рисунок. Передача сообщения последовательным кодом.

         При стартстопном методе телеграфирования распределители передачи и приёма после каждого цикла останавливаются в одном и том же положении,  называемым стопом. Остановка распределителя приёмника осуществляется от посылаемой с передатчика стоповой посылки, длительность которой 1,5t₀. Начало передачи следующей кодовой комбинации определяется стартовой посылкой, длительностью t₀. При использовании кода МТК-2 в линию передаются одна стартовая (t₀), пять информационных (5t₀) и одна стоповая (1,5t₀) элементарные телеграфные посылки с общим числом их 7,5 t_0.

t₀ – длительность элементарной телеграфной посылки.

Принцип частотного телеграфирования

         Частотное телеграфирование – это способ передачи информации переменным током, модулированным телеграфными сигналами.

         При замыкании рабочего контакта КР ключа К (рисунок а) к линии подключается генератор Г. По линии начинает протекать переменный ток. Импульсы переменного тока называют телеграфными посылками. В качестве ключа К используются электромагнитное или электронное реле. Для управления работой реле на него подаются  элементарные телеграфные посылки с выхода телеграфного аппарата (рисунок б). Если длительность телеграфной посылки равна t_0, то в течение такого же промежутка времени ключ К замкнут на рабочий контакт КР. По истечении времени t₀ ключ К переходит к контакту покоя КП, т. е. цепь соединения генератора с линией размыкается, и передача телеграфной посылки прекращается.

 В результате кодовая комбинация, состоящая на выходе передатчика телеграфного аппарата из сочетания элементарных телеграфных посылок постоянного тока, преобразуется в такую же комбинацию телеграфных посылок переменного тока, распространяющихся вдоль линии. Процесс управления длительностью импульса переменного тока, поступающего в линию, называется модуляцией.

Рисунок. Принцип частотного телеграфирования методом АМ:

а) передача в линию переменного тока

б) посылки с передатчика телеграфного аппарата

в) амплитудно-модулированный ток

 При амплитудной модуляции (АМ) амплитуда линейного сигнала изменяется от нуля до максимального значения  в момент замыкания ключа и от максимального значения до нуля в момент его размыкания. Колебания тока, поступающего в линию, называется несущей. Частота и амплитуда их остаются постоянными в течение времени  t_0. Частотная модуляция (ЧМ) заключается в том, что во время действия токовой телеграфной посылки к линии подключается генератор Г₁, генерирующий колебания с частотой f₁. Во время бестоковой посылки от Г₂ в линию поступают колебания с частотой f₂.Амплитуда колебаний остается постоянной. При фазовой модуляции (ФМ) в момент изменения полярности посылки изменяется фаза переменного тока. Амплитуда тока при ФМ остается постоянной.

Принцип тонального телеграфирования при ЧРК

Рисунок. Схема одновременной передачи двух сообщений.

Тональное телеграфирование более распространено, так как тональные частоты соответствуют спектру стандартного телеграфного канала ТЧ, по которому благодаря ЧРК можно передать до нескольких десятков сообщений.

Рассмотрим схему одновременной передачи двух сообщений. Одно телеграфное сообщение передаётся с телеграфного аппарата Тпер1, второе сообщение  - с Тпер2. Элементарные телеграфные посылки с передатчика Тпер1 подаются на модулятор М1, к которому подключён генератор несущих колебаний Г1, с частотой F1. На модулятор М2 подаются элементарные телеграфные посылки с  Тпер2 и несущей частотой  F2 от генератора Г2.

 При поступлении на М1 положительной токовой элементарной телеграфной посылки от Г1 появится несущая F1, уменьшенная на величину Df. Бестоковой посылке соответствует несущая частота F1, увеличенная на Df. Следовательно, на выходе М1 будет полоса частот F1±Df, соответственно на выходе М2 – F2±Df. Величина Df называется девиацией частоты (возможное отклонение частоты).

 С выхода М1 сигнал поступает на полосовой фильтр ПФпер1, пропускающий в линию полосу F1±Df,  ПФпер2 пропускает полосу F2±Df. На приёмной стороне телеграфные сигналы проходят через ПФпр1 и поступают на усилитель, который компенсирует потерю энергии сигнала за счет затухания в линии.

В демодуляторе ДМ1 происходит преобразование импульса переменного тока в элементарную телеграфную посылку постоянного тока, которая приводит в действие Тпр1.

 Совокупность элементов (М1, ПФ1, У1, ДМ1), через которые проходит сообщение от передатчика ТА к приёмнику ТА, называется телеграфным каналом.

Чтобы передать телеграфные посылки по каналу связи без искажений телеграфные каналы должны иметь полосу пропускания, ширина которой равна ширине спектра передаваемого колебания. Значение F1+Df  называется верхней характеристической частотой. Значение F1-Df – нижняя характеристическая частота. Полоса пропускания D F = 2Df зависит от скорости телеграфирования.

F1»(1,4 ¸ 1,8)v

Принцип временного разделения каналов (ВРК)

Рисунок. Структурная схема линии с ВРК.

         ВРК - способ одновременной передачи нескольких телеграфных сообщений по одной линии связи или в канале ТЧ, при котором линия или канал занимаются поочередно каждым сообщением через равные промежутки времени.

Рассмотрим метод  ВРК с помощью способа наложения. Кодовые   комбинации с выхода передатчика телеграфного аппарата (Тпер1 и Тпер2) подаются на электронный распределитель передачи (Рпер). На рисунке а и б показаны кодовые комбинации на выходе каждого из аппаратов. На распределитель передачи от импульсного генератора подается импульсная несущая (рис. в). Предположим, что ритм работы распределителя таков, что он пропускает нечетные импульсные несущие (отмечены точкой), когда на его входе действует токовая элементарная посылка от Тпер1, и четные, когда действует токовая элементарная посылка Тпер2. В результате в канал поступит импульсная последовательность (рисунок г). Приемный распределитель Рпр, работая синхронно  с передающим, направит нечётные импульсы (рис. д) несущих к приёмнику Тпр1, а чётные (рис. е) к Тпр2. После демодуляции, т. е. преобразования последовательности импульсов токовой или бестоковой посылки (рис. ж, з), они подаются на соответствующие приёмники Тпр1 и Тпр2.

 Для синхронизации распределителя приёма с передающей стороной посылаются синхронизирующие импульсы, связанные с частотой импульсной несущей и формируемые формирователем синхроимпульсов (ФСИ). На приёмной стороне синхроимпульсы отбираются из общей последовательности селектором синхроимпульсов (ССИ), и управляют импульсным генератором Г2, генерирующим последовательность импульсов с частотой, равной частоте повторения импульсов несущей.

 Таким образом, по одному каналу ТЧ передаются одновременно два телеграфных сообщения, т.е. канал ТЧ уплотнён двумя телеграфными каналами.

 Скорость телеграфирования

         Каждое телеграфное сообщение передаётся с определённой скоростью. Скорость телеграфирования измеряется количеством элементарных телеграфных посылок, передаваемых в одну секунду. Единицей измерения скорости является бод. Если за одну секунду передаётся 50 элементарных посылок, то скорость телеграфирования составляет 50 бод. Продолжительность одной элементарной посылки в этом случае равна:

V = 50 Бод              t₀ = 1 / 50 = 0,02 с. = 20 мс;

V = 100 Бод            t₀ = 1 / 100 = 0,01с = 10 мс.

         Следовательно, скорость телеграфирования связана с длительностью элементарной посылки соотношением:

V = 1 / t₀ ;                  t₀ = 1 / V

         Чем меньше длительность элементарной телеграфной посылки, тем больше скорость телеграфирования.

         Все разрешённые к применению скорости передачи:

1) низкие – 50, 100, 200 бод;

2) средние 660, 1200, 2400, 4800, 9600 бод;

3) высокие – более 9600 бод.

Группа низких скоростей используется в телеграфной связи и в передаче данных, где участвует оператор. Значение выбрано с учётом возможности человека работать на клавиатуре при передаче или читать текст на приёме. Средние и высокие скорости используются при передаче данных между ЭВМ.

Скорость телеграфирования зависит от типа телеграфного аппарата. Для буквопечатающих телеграфных аппаратов скорость телеграфирования определяется по формуле:

V = (N · K) /  60,

где N – число знаков, переданных аппаратом в минуту;

K – количество элементарных телеграфных посылок, необходимое для передачи одного знака.

         Большинство стартстопных телеграфных аппаратов позволяют передавать 400 знаков в минуту, а один знак передаётся 7,5 элементарными телеграфными посылками. Следовательно скорость телеграфирования составляет: 

V = (400 · 7,5) / 60 = 50 бод.

         Скорость передачи данных (информационная скорость) измеряется количеством информационных единичных элементов в секунду и определяется по формуле:

В =   (N · K`) /  60 ,

где  K` - число информационных единичных элементов для передачи каждого знака.

Например, В = (400 · 5) / 60 = 33,3 бит/с, т.к. при использовании пятиэлементного кода МТК-2 только пять информационных элементов несут информацию о знаке.

Вопросы для самоконтроля

Вам также может быть полезна лекция "Власть Боярская".

1. Перечислите методы телеграфирования по характеру посылки тока при передаче кодовых комбинаций.

2. Какое отличие между синхронным и стартстопным телеграфированием?

3. Поясните метод тонального телеграфирования.

4. Поясните принцип телеграфирования при ЧРК.

5. Поясните принцип телеграфирования при ВРК.

6. Понятие скорости телеграфирования. Единицы измерения.