Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации (1976) (1151855), страница 3
Текст из файла (страница 3)
п. Дать точное определение термина «данные» затруднительно,так как в зто понятие в настоящее время вкладывается очень широкий и неоднозначный смысл. Под данными понимается самая различная информация. Как правило, данные имеют дискретную форму. В аналоговой форме передача данных почти не осуществляется и чаще всего такие данные для передачи преобразуются в дискрет. иую форму.
Данные можно рассматривать как определенный вид информации, передаваемой на расстоянии средствами связи с целью обработки ее вычислительныаьи машинами или уже обработанной имн. Поэтому данные часто называ|от «языком машин». Этим подчеркивается та особенность данных,что они не предназначены непосредственно для человека как получателя информации. Осмыслявание данных человеком может происходить только после их соответствующей обработки н представления в форме, удобной для окончательного использования.
Передача данных, как правяло, ве- « К сожалению, а некоторых публикациях иногда указанное обстоятельство игнорируется, что приводит к неверным выводам, 12 дется в цифровой форме и основана на тех же принципах, что и передача телеграфных сообщений. Поэтому для ее осуществления широко используют имеющиеся линии телефонной и телеграфной связи. По сравнению с передачей обычных телеграфных сообщений передача данных требует более высоких оноростей, лучшей достоверности и надежности. Это обстоятельство приводит к ряду трудностей, которые необходимо преодолевать теми нли иными техническими способами, позволяющими повысить качество передачи по используемым каналам. Для телефонных каналов и сетей связи характерны импульсные помехи и кратковременные прерывания связи.
Такие помехи (не очень опасные для телефонных переговоров) оказывают существен. ное влияние на передачу данных. Ошибки при передаче данных могут также возникать из-за неравномерности фазовых характеристик используемых каналов, приводящей к неравномерности характерястим группового времени запаздывания. В результате этого появляются дополнительные переходные процессы и увеличивается взаимное влияние элементов передаваемой последовательности друг на друга (межсимвольная интерференция). К настоящему времени в ряде стран проведены многочисленные исследования различных мешающих факторов при передаче данных по соответствующим телеграфным и телефонным каналам и накоплен обширный статистичесний материал, на основе которого построены различные теоретические модели распределения возникающих ошибок. Это позволило разработать ряд методов и способов защиты, позволяющих существенно уменьшать влияние указанных факторов.
Разработаны также эффективные способы коррекции частотных характеристик иопользуемых каналов, позволившие значительно повысить достоверность и скорость передачи данных. Для передачи данных используются различные каналы связи: проводные, кабельные, радиорелейные и прочие радиоканалы, включая каналы опутннновой связи.
Каналы связи, используемые для передачи данных, принято делить на коммутируемые и некоммутируемые («арендованныеъ). Коммутируемым называют такой канал, который создается из отдельных участков только на время передачи (обычно не более 5-!О мин). По окончании сеанса связи канал ликвидируется. При необходимости вновь установить связь между прежними абонентами канал может быть образован уже из других участков, которые к этому времени оказались свободными. В результате число участ.
ков н их длина каждый раз могут быть различными и, следовательно, характеристики коммутируемого канала могут случайно меняться. Некоммутируемым называют такой канал, который предоставляется абонентам на длительное время или постоянно. Характеристики этого канала постоянны, а уровень помех в нем значительно ниже, чем в коммутируемом канале. В зависимости от вида используемого канала скорость передачи данных может быть различной. По этому показателю каналы делят на три группы: 1) низкоскоростные (телеграфные) каналы со скоростями передачи от 50 до 200 бмт/с; 2) среднескоростные (телефонные) каналы со скоростями передачи от 200 до 4800 бнт/с; 13 3) высокоскоростные (широкополосные) каналы со скоростлми в десятки и сотни тысяч двоичных единиц в 1 с (применяются скорости 48 и 230 кбит(с) Допустимая вероятность ошибки при,передаче одного элемента последовательности по современным стандартным телеграфным и телефонным каналам обычно лежит в пределах от 10-«до 1О-» (при отсутствии спепиальных средств защиты сг ошибон).
Во всех экономически развитых странах передача данных развивается наиболее быстрыми темпами по сравнению с другими видами связи, а область применения этого вида связи непрерывно расширяется, охватывая почти все сферы деятельности человеческого общества. Это обстоятельство заставляет уделять очень большое внимание вопросам стандартизации параметров систем передачи данных и унификации аппаратуры этих систем в международном масштабе. Разработкой реиомендацнй и предложений в области передачи данных занимается ряд международных организаций: Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (МККТТ), Международная электротехническая комиссия (МЭК), Международная организация по стандартизации (МОС).
Разработанные и принятые рекомендации систематически публикуются в специально издаваемых сборниках н, как правило, кладутся п основу создаваемой аппаратуры передачи данных. Современное состояние техники передачи данных и тенденций ее развития детально рассмотрено в работе (1). Вопросы теории перелачи данных подробно излагаются в работах [2, 3, 4). 1.о.2.
Космическая связь Бурное развитие ракетно-космической техники и непрерывно расширяющиеся программы космических исследований поставили перед техникой радиосвязи ряд совершенно новых задач. К их числу относятся: обеспечение устойчивой и надежной связи на дальностях в сотни тысяч и сотни миллионов километров; передача с борта космичесиих объектов на пункты приема большого количества разнообразной информации о состоянии и работе систем и агрегатов этих объектов, а также о различных процессах, происходящих в космическом пространстве и на поверхности исследуемых планет; управление режимом работы космических объектов путем передачи командной информации с Земли на борт объекта. В настоящее время успешно используют следующие основные виды систем космической связи: 1 Системы связи «Земля — борт» и «борт — Земля» с искусственными спутниками Земли и орбитальными космическими кораблями и лабораториями.
2. Системы дальней космической связи с автоматическими станциями, запускаемыми в сторону планет солнечной системы. 3. Системы связи с автоматическими станциями и лабораториями, запускаемыми в сторону Луны и на Луну Как правило, большинство космических систем связи являются совмещенными, т е. представляют собой сложные комплексы,позволяющие одновременно решать задачи связи, телеметрии, намеренна параметров движения (траекторные измерения) и управления.
Созлание подобных систем требует решения ряда сложнейших теорети- 14 ческих н технических задач, так как системы космическои связи должны иметь очень высокие качественные показатели. Эти системы должнм работать надежно в течение длительных сроков, измеряемых месяцами и годами; обеспечивать высокую точность передачи информации; обладать высокой энергетической эффективностью; иметь малые веса и габариты и т.
д Реализовать такие требования можно только методамн и средствами цифровой техники. Как правило, системы космической связи работают иа УКВ и используют несущие частоты сантиметрового и дециметрового диапазонов волн. Поэтому для радиолиний космической связи наиболее характерной помехой является случайная помеха типа «белого шума». Спектральную плотность мощности такой помехи (энергетический спектр) в полосе пропускания приемного устройства можно считать постоянной и равной )У йтм где й 1,30 1О-з' Дж/К вЂ” постоянная Больцмаиа; Тэ — эквивалентная шумовая температура по шкале Кельвина, обусловленная всеми источниками помех.
Шумовая помеха в оистемах космической связи создается источниками внутренних (антенно-фидерные устройства и первые каскады приемника) и внешних шумов (радиошумы излучения Солнца, галактические шумы, тепловое излучение Земли, шумы возникающие в атмосфере и т, д.). Методика определения эквивалентной шумовой температуры Т, изложена в работах [5, б], н здесь иа этих вопросах останавливаться ие будем. Отметим только, что применение малошумящих входных устроиств в приемниках и тщательный выбор параметров космических систем связи позволяют получить эквивалентную температуру, не поевышающую нескольких десятков градусов по шкале Кельвина (20 — 50 К).
Подробные сведения об особенностях мосмичеових систем связи, а также о теории и технике таких систем можно найти в работах [7 — 9) . 1,3.З. Цифровая тележетрия Телеметрией называют область техники, которая занимается вопросами измерении различных физических величин, характеризующих состояние исследуемых объектов или процессов; передачей результатов этих измерении на расстояние; регистрацией и обработкой полученных данных в пункте приема.
Совокупность технических средств, обеспечивающих измерение, передачу, регистрацию и обработку телеметрической информации, называется телеметрической системой. Иногда телеметрические системы бывают составной частью более крупных систем н ноыплексов (например, в космических комплексах). Однако имеются области науки, техники и народного хозяйства, в которых телемепрические системы применяются нак отдельные самостоятельные системы. К таким областям относятся авиационная и ракетно-космическая техника, океанология и морская техника, промышленность, метеорологжя, геофизика, медицина и т. п В зависимости от вида используемого канала связи различают радио, проводные и гидроакустические телеметвичнсвие сиспэмы.
16 Характерной особенностью современных телеметрических систем является большое число разнообразных измеряемых физических величин (десятки, сотни н более) и высокая точность измерений. (В рнхе случаев погрешность измерения не должна превышать 0,5фе волной шкалы изменения измеряемой физической величины.) Информационные потоки в некоторых телеметрическнх системах мопут досвнгать 10' — 1О' бнтйь Узким местом многих применявшихся ранее телемегричеоких систем было несоответствие между высокои скоростью ностуиления результатов измерении и низкои скоростью их обработки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
