А.В. Петраков - Основы практической защиты информации (1022811), страница 66
Текст из файла (страница 66)
вероятностью правильногоприема р ар ~ 1 — рош, где рот — вероятность ошибок [6, 26, 42].При передаче обычных сообщений достаточно обеспечить вероятность ошибки, не превышающую 10~6 (это эквивалентно одному неправильно принятому знаку на 400 страниц). При передаче информации,связанной с денежными расчетами, требуется более высокая верность(вероятность ошибки на знак до 10~ 9). Такую высокую вероятностьобеспечивает система телетекс применением помехоустойчивых кодов (спроверкой на четность), а также циклических при использовании принципа решающей обратной связи (для повторной передачи, необходимость которой определяет приемная станция на основе анализа принятых кодовых комбинаций). Повышение верности принятой информациина основе использования помехоустойчивых кодов требует введения впередатчик (и приемник) специальных устройств, осуществляющих перекодирование первичных сигналов, поступающих от кодера источника(рис. 8.1).
Такое устройство, называемое кодером канала, является составной частью устройства защиты от ошибок (УЗО) передатчика. Соответственно в приемнике декодер канала осуществляет операцию обнаружения и исправления ошибок с помощью избыточности, содержащейся в помехоустойчивом коде. Декодер канала — составная частьУЗО приемника. С выхода декодера канала последовательность кодовых символов первичного кода поступает в декодер получателя информации, где преобразуется в последовательность символов сообщения,выдаваемую получателю.На рис. 8.1 под каналом связи понимается совокупность линейных,коммутирующих и других технических средств, обеспечивающих передачу информации.
Совокупность канала связи и устройств преобразованиясигнала (УПС) передатчика и приемника называют дискретным каналом. Совокупность дискретного канала и устройств защиты от ошибокназывают каналом передачи дискретной информации.В системе телетекс в соответствии с рекомендацией МККТТ используется циклический код с образующим полиномом Р(х) = х 16 + Чж12 + χ5 + Ί. Ошибки обнаруживаются следующим образом. УЗО передатчика передает в дискретный канал разрешенные комбинации F(x)— многочлен, отображающий разрешенные кодовые комбинации.
УЗОприемника делит принятую кодовую комбинацию F(x) [или F'(x)] наобразующий полином Р(х). Если частное от деления F (или F 1 ) наР{х) содержит остаток, то принятая комбинация F'(x) является запрещенной (пораженной помехами в канале). Приемник информирует обэтом передатчик с просьбой повторной передачи (решающая обратнаясвязь — РОС) [26, 42].Терминал системы телетекс работает как по телефонной сети общего пользования, так и по сетям передачи данных, обслуживаетсясекретарем-машинисткой или оператором-телеграфистом..294ЗКПД (телетекс)C2 (C3)С2Η КПДНепрерывный каналИсточникКодерС2 (С3)ПриемникCiУСУЗОинформацииУУУПСКСОстаточноезатуханиеАЧХ, ФЧХ,помехи,перерывыУПСУЗОN5СПДекодеринформацииУУСкорость модуляции, коэффициентошибок по элементамСкорость передачи символов, коэффициент ошибокпо кодовым комбинациям«оУСРис.
8.1. Структурная схема системы передачи данных (СПД): Сь С2, С3 — стыкиОбобщенная структурная схема СПД однонаправленного действия(см. рис. 8,1) состоит из оконечного оборудования, выполняющего функции отправителя (источник информации) и получателя (приемник информации) сообщений, устройства защиты{от ошибок (УЗО), устройствапреобразования сигналов (УПС) и канала связи (КС). В УЗО происходит кодирование (декодирование) данных. УПС осуществляет преобразование сигналов данных в форму, удобную для передачи по каналусвязи, а устройство сопряжения (УС) обеспечивает обмен информационными и управляющими сигналами между СПД и устройством оконечной обработки данных (00Д).
Координация взаимодействия составныхчастей СПД обеспечивается специальными импульсами, вырабатываемыми устройством управления (УУ). Совокупность непрерывного канала с включенными на его входе и выходе УПС называют незащищенным или дискретным каналом передачи данных (НКПД), а объединениеего с УЗО — защищенным от ошибок каналом (ЗКПД). Для обменаинформацией между абонентами используются две однонаправленныеСПД, которые конструктивно могут быть выполнены в ,виде одной дуплексной СПД [6, 83].8.2. Методы повышения верности принимаемыхсообщенийОсновными характеристиками, определяющими качество и эффективность СПД, являются надежность, скорость и верность передачи, атакже удельная скорость [42, 54].Надежность СПД определяет ее способность работать без отказовпри сохранении заданных параметров аппаратуры.
Важнейшими показателями надежности являются среднее время наработки на один отказТн и коэффициент готовности А'г Время наработки на отказ Гн представляет собой среднее значение длительности непрерывной работы аппаратуры между двумя отказами, а коэффициент готовности Кт оцениваетвероятность того, что СПД будет находиться в исправном состоянии впроизвольно выбранный момент времени, т.е.:н~ п "Lгде Ti — время безотказной (исправной) работы АПД между г-м и(Г + 1)-м отказами; η — общее число отказов за время измерений; Тв —время восстановления аппаратуры, определяемое как среднее время простоя, вызванное отысканием и устранением данного отказа.На практике для СПД необходимо, чтобы время наработки на отказ составляло не менее 5000 ч, а коэффициент готовности каналов безрезервирования находился в пределах 0,96...0,98.
Для СПД, применяемой в АСУ, коэффициент готовности должен быть не менее 0,99, всистеме телетекс — не менее 0,999.296Скорость передачи информации ν равна количеству информации,передаваемой по каналу связи за единицу времени, бит/с:ν = (log2rac)/r0iгде т с — число позиций сигнала; то — длительность единичного элемента сигнала.Для двухпозиционных сигналов ύο = 1/то.
Величина Ι/ TQ определяет число элементов, передаваемых по каналу связи в секунду, и носитназвание скорости модуляции, (измеряется в бодах). Таким образом,для двоичных систем скорости передачи информации и модуляции совпадают. Применение многопозиционных сигналов позволяет при однойи той же скорости модуляции повысить по сравнению с двухпозицион■ными системами скорость передачи.Следует иметь в виду, что скорость передачи информации стандар; тизирована: для каналов тональной частоты — 300, 600, 1200, 2400,3600, 4800, 7200, 9600 бит/с; для широкополосных каналов — 6,12,•24, 48, 72, .96 Кбит/с...;Верность приема информации количественно оценивается вероятностями ошибочного приема единичных элементов ро м кодовой комбинации Рк.к, которые определяются следующим образом:,;1ро = Km (пош/п);.П—»- 00рк.к = lim(Nom/Nn),П—*ОО: где п ош , N om — число ошибочно принятых единичных.элементов и кодовых комбинаций, соответственно; η, Νη — число переданных единичных элементов и кодовых комбинаций, соответственно.В связи с ограниченным числом η и Ν η на практике вместо веро1ятностей ро и Рк.к используют коэффициенты ошибок по элементам Ко\и по кодовым комбинациям К к к :!',К0—пош/щ'/i(;А'к.к = Nom/Nn-Для телефонных каналов коэффициент К о нормируется рекомендацией МККТТ V.53.
Его значение зависит от типа канала, скоростимодуляции (табл. 8.2).Коэффициент ошибок по кодовым комбинациям независимо от типаканала и скорости передачи должен быть не более 10~ 6 .Таблица 8.2. Нормы МККТТ на .Ко для стандартных телефонныхканаловВероятностьТип канала связиСкорость модуляции, бод(коэффициент) ошибок300 600; 1200ю-* .Коммутируемый канал300; 600; 1200ю-3Некоммутируемый5-Ю-5(выделенный) канал297Удельная скорость передачи γ3 характеризует эффективность использования канала связи и численно равна числу передаваемых в секунду бит на 1 Гц полосы:7, =υ/Δ^,где AF K — эффективная полоса пропускания канала,Без применения амплитудно-фазовых корректоров γ3, как правило,не превышает 0,39 бит/(с-Гц), а с применением автоматических корректоров достигает 3,2 бит/(с-Гц).
Повышение удельной скорости связанос увеличением сложности аппаратной реализации и соответственно еестоимости. Полоса частот канала ТЧ составляет 300...3400 Гц. Источник дискретного сигнала обычно имеет низшую частоту около 0 Гц.Поэтому для перехода в телефонный канал дискретный сигнал долженбыть преобразован. Обычно это осуществляется с помощью модуляторана передаче и демодулятора на приеме, т.е. использованием модема.
Насхеме по рис. 8.1 модулятор может быть включен между кодером и УС,а демодулятор — между УС и декодером.На рис. 8.2,α показано расположение модемов на концах телефонного канала. На нем изображена передача в двух направлениях. Необходимо, чтобы цифровые данные, поступающие в А, передавались вВ, а поступающие в С передавались в D.Наиболее известным методом модуляции является амплитудная.
Всамом простом варианте она эквивалентна «включению» и «выключению» несущей под управлением двоичных сигналов.Частотная модуляция двоичных сигналов представляет собой использование двух частот для представления 0 и 1 соответственно. Этотметод модуляции используется в простых модемах.АО->- МоDO-6- демТелефоннаядемсетьМоУправление{Модем1Терминал —j- ι....—......данных—1 Передатчик—ιϊТелефонная" ~ ~"цёшГ— Приемник(IΤСопряжениеб)ТелефонныйаппаратРис. 8.2. Использование модемов в телефонной линии: а — включениемодемов; б — сопряжение с телефонным аппаратом298Фазовая модуляция цифровым сигналом использует передачу некоторого конечного числа фаз, чаще всего используются четыре фазы,так как четыре фазы в квадратуре легко генерировать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
