Курс лекций для студентов очного и заочного отделений по специальности 210406 «Сети связи и системы коммутации»

Вид материала

Курс лекций

Содержание К системам передачи дискретных сообщений относится систе­ма телеграфной передачи — самый старый вид электрической свя­зи. П. Л. Шиллинг. Тема 1. Принципы построения сетей ПДС. Сеть Телекс Сеть Гентекс ПС Гентекс является обособ­ленной сетью и не предусматривает совместного использования каналов ни с внутрисоюзной сетью ПС Непрерывным называется такое сообщение, у которого физиче­ская величина, подлежащая передаче, принимает любые значения в заданно Дискретное сообщение представляет собой последовательность конечного числа отдельных элементов. Непрерывный сигнал К дискретным сигналам Значащие моменты Тема 3. Методы передачи дискретных сигналов. Телеграфирование постоянным током Обыкновенный (простой) код Непрерывные коды Тема 5.Оконечное оборудование документальной электросвязи. Контрольные вопросы Тема 7. Принцип факсимильной передачи. Цифровые факсимильные аппараты Клиентская служба БЮРОФАКС. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Курс лекций для студентов очного и заочного отделений по специальности 210406 «Сети, 3045.9kb.
• Характеристика специальности 210406 «сети связи и системы коммутации», 37.03kb.
• Программа учебной практики для студентов II курса специальности 210406 "Сети связи, 336.58kb.
• Программа итогового государственного экзамена по специальности 210406 Сети связи, 247.54kb.
• Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Вычислительная техника», 718.35kb.
• Программы и методические рекомендации по организации производственных практик студентов, 267.69kb.
• Курс лекций для студентов заочного факультета самара, 1339.16kb.
• Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов очного и заочного, 994.16kb.
• Учебно-методический комплекс для студентов очного и заочного отделений, обучающихся, 847.1kb.
• Курс лекций для студентов заочного и очно-заочного образования рпк «Политехник», 941.31kb.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Орский индустриальный колледж»

ГОУ СПО « ОИК»


Передача дискретных сообщений


Курс лекций

для студентов очного и заочного отделений

по специальности

210406 – « Сети связи и системы коммутации»


2007

ОДОБРЕНА Предметной комиссией электротехнических дисциплин и связи Председатель Рагузина В.Г. ______________

Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровня подготовки выпускника по специальности 210406 Зам. директора по УМР СелезнёваС.В. _______________

Автор: Рагузина В.Г. – преподаватель Орского индустриального колледжа.


Рецензенты:


Курс лекций по дисциплине «Передача дискретных сообщений» вводится для изучения студентами в соответствии с Государственным стандартом образования по специальности 210406 – « Сети связи и системы коммутации»


Дисциплина «Передача дискретных сообщений» базируется на знаниях, полученных студентами из курсов «Цепи и сигналы электросвязи», «Электронная техника», «Автоматическая коммутация».

Курс лекций дает представление о принципах организации сетей телекоммуникаций и работе оборудования используемого на них.

«Передача дискретных сообщений» включает в себя изучение шести разделов. В первом разделе рассматриваются принципы передачи дискретных сигналов.

Во втором - оконечное оборудование для передачи и приема дискретных сигналов, используемых на предприятии связи.

В третьем - факсимильная связь, изучается оборудование по передаче и приему неподвижных изображений.

В четвертом – современные коммутационные системы.

В пятом – оборудование образования дискретных каналов электросвязи.

В шестом – структура узлов связи, сети и службы передачи данных и рассматриваются методы защиты в службах передачи данных.

При изучении дисциплины учитываются межпредметные связи с дисциплинами: Сети связи, Цепи и сигналы электросвязи, Электронная техника, Автоматическая коммутация, Охрана труда.

Дисциплина «Передача дискретных сообщений» является базовой дисциплиной для изучения предметов: Интеграция сетей связи, Линейные сооружения связи.


ВВЕДЕНИЕ

Системы связи служат для передачи информации.

Под инфор­мацией понимаются сведения о каком-либо событии или предмете, поступающие к получателю извне в результате его взаимодейст­вия с окружающей средой. Подлежащая передаче информация содержится в сообщении.

Под сообщением понимается форма представления информации. При телефонной передаче и вещании сообщение—это непрерывное изменение во времени звукового давления, при телеграфной передаче сообщением является после­довательность отдельных (дискретных) символов — букв, цифр или условных знаков.

Дискретными называются такие сообщения, которые характеризуются конечным числом символов, подлежащих передаче за конечный промежуток времени.

В отличие от дискретных, не­прерывные (или, как их иногда называют, аналоговые) сообщения характеризуются бессчетным множеством значений на протяжении конечного промежутка времени.

В зависимости от характера передаваемых сообщений системы связи делят на системы передачи непрерывных сообщений и сис­темы передачи дискретных сообщений.

^ К системам передачи дискретных сообщений относится систе­ма телеграфной передачи — самый старый вид электрической свя­зи.

Изобретателем и творцом электрического телеграфа был наш соотечественник член-корреспондент Петербургской Академии наук

^ П. Л. Шиллинг. Построенная им в 1832 г. линия телеграфной свя­зи содержала многие элементы, использованные в последующих более совершенных системах. Так, например, им был предложен первый телеграфный код — основа всех систем передачи дискрет­ных сообщений.

Продолжателем работ П. Л. Шиллинга в области телеграфии был другой выдающийся русский ученый академик Б. С. Якоби — изобретатель первого в мире буквопечатающего аппарата (1850г.). Им же впервые осуществлена передача телеграфных сигналов по одному проводу, разработан принцип синхронной передачи, ис­пользована телеграфная трансляция, т. е. многое из того, что до настоящего времени широко используется в системах передачи ди­скретных сообщений.

В 1837 г. американец Морзе разработал свою систему теле­графного аппарата, которая с различными усовершенствованиями применялась более 100 лет. Большой вклад в развитие телеграф­ной техники внесли американец Юз, англичанин Уитстон, француз Бодо. Разработанная ими в 60—80 годах прошлого века аппара­тура применялась на телеграфной сети в царской России. После Великой Октябрьской социалистической революции те­леграфная техника в нашей стране начала быстро развиваться и достигла значительных успехов. В 1929 г. А. Ф. Шориным, а в 1931 г. Л. И. Тремлем были сконструированы простые и удобные буквопечатающие телеграфные аппараты, затем был разработан аппарат СТ-35, усовершенствованные конструкции которого при­меняются и в настоящее время. Инженеры А. Д. Игнатьев, Л. П. Турин, Г. П. Козлов и В. И. Керби разработали многократные бы­стродействующие телеграфные аппараты для радиосвязи.

Развитие оконечной телеграфной аппаратуры идет по пути ав­томатизации процессов передачи и приема, увеличения скорости передачи на базе внедрения электроники вместо электромеханиче­ских устройств.

Одновременно с совершенствованием оконечной телеграфной аппаратуры происходил переход от передачи по физическим цепям к более совершенным в технико-экономическом отношении спосо­бам передачи по каналам систем уплотнения. Были разработаны и непрерывно совершенствовались системы тонального телеграфи­рования, в последние годы появились системы телеграфирования, базирующиеся на импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Развиваются и методы коммутации. На смену ручному пере­приему телеграмм пришел полуавтоматический метод, а затем ав­томатическая коммутация каналов; в последнее время для целей коммутации начинают применяться электронно-вычислительные машины (ЭВМ).

К системам передали дискретной информации относится и са­мый молодой вид электрической связи – передача данных. Согласно определению МККТТ передача данных (ПД) — это область электросвязи, целью которой является передача информации для ее обработки электронными вычислительными машинами (ЭВМ) или уже обработанной ими.

Передача данных предусматривает передачу информации от различных источников — телеграфных аппаратов, трансмиттеров, датчиков, накопителей на магнитных лен­тах (НМЛ), магнитных барабанах (НМБ), магнитных дисках (НМД) к ЭВМ, от ЭВМ к различным приемникам информации— реперфораторам, печатающим устройствам, устройствам отобра­жения, графопостроителям, НМЛ, НМБ, НМД и т. п., а также пе­редачу данных между ЭВМ. Развитие ПД в значительной степени определяется темпами роста числа ЭВМ, совершенствованием юг характеристик и расширением областей использования.

Можно назвать следующие основные тенденции развития ЭВМ:

— бурный количественный рост (если в 1950 г. число ЭВМ со­ставляло несколько десятков, то в 1970 г. их было несколько де­сятков тысяч, а к 1975 г. планируется увеличение до сотен тысяч);

— резкое увеличение быстродействия (от нескольких сотен опе­раций в секунду в 1950 г. до нескольких миллионов операций в се­кунду в настоящее время с перспективой увеличения до десятков и сотен миллионов операций в секунду);

Увеличение потребности народного хозяйства и населения в передаче телеграфных сообщений послужило толчком к развитию каналообразующей телеграфной аппаратуры, с помощью которой по стандартному каналу тональной частоты стало возможным пе­редавать до нескольких десятков телеграфных сообщений.

В процессе развития автоматизировалась не только оконечная телеграфная аппаратура, но и коммутационная. Были созданы ав­томатические узлы коммутации каналов и сообщений, позволяю­щие организовать временные соединения оконечных телеграфных пунктов. Сеть, на которой осуществлялось прямое временное соединение двух оконечных пунктов, получила название сети прямых соединений (ПС). На сети ПС используются станции коммутации каналов (КК). В результате стали развиваться сети пере­дачи данных. Однородность сигналов, которыми передаются теле­графная и машинная информация, позволяет использовать одну и ту же телеграфную сеть. Машинная информация получила назва­ние данных, а соответствующая сеть — сеть передачи данных (ПД). Соответственно появились и объединенные коммутацион­ные станции АТ—ПС—ПД, в которые включаются оконечные пункты (ОП) СОП, пункты абонентского телеграфа (АТ) и або­нентские пункты (АП) ПД. Для обмена машинной информацией скорость передачи телеграфных сообщений 50—100 Бод недоста­точна. В связи с этим на сети передачи дискретной информации на всех участках тракта стала внедряться аппаратура, допускающая скорость работы 200 Бод и выше.

Телеграфия с самого начала представляла импульсную, дискретную, цифровую. Параллельно импульсной телеграфии развивалась аналоговая связь. Физические основы фототелеграфии те же, что и у телеви­дения — преобразование световой энергии в электрическую с по­мощью фотоэлементов с внешним фотоэффектом, открытым А. Г. Столетовым. В Советском Союзе первая линия фототеле­графной связи Москва—Берлин была открыта в 1927 г. с использо­ванием немецкой аппаратуры. На рубеже 30-х годов была опробо­вана идея передачи газет фототелеграфным способом из Москвы в Ленинград. В 1930 г. выпущен первый отечественный фототелеграфный аппарат БТОР. Затем появились более совершенные аппараты ЗФТ-А4

(1936 г.), ФТ-37 (1938 г.), которые работали на радиолиниях Москва—Владивосток, Москва—Ташкент и др.Развитие фототелеграфии позволило создать к настоящему времени достаточно разветвленную сеть факсимильной связи общего пользования и сеть передачи газетных полос. На базе ком­мутируемой телефонной сети развивается абонентская факсимиль­ная связь. Факсимильные аппараты широко внедряются в низовом звене телеграфной сети для передачи телеграмм из отделения связи на Центральный телеграф (ЦТ). На основе использования факсимильной техники развивается «электронная почта». Во мно­гих странах успешно развивается факсимильная связь издательств с удаленными пунктами, в которых воспроизводится их продук­ция. При этом используются не только земные средства связи, но и космические — через искусственные спутники Земли (ИСЗ). В СССР первая факсимильная связь через ИСЗ «Молния-1» была осуществлена в 1965 г.

^ Тема 1. Принципы построения сетей ПДС.

В систему телеграфной (Тг) связи входят телеграфная сеть обще­го пользования и телеграфная сеть ограниченного пользования, в состав которых включены сети телеграфной связи и сети абонент­ского телеграфирования (рис.1).

Сеть телеграфной связи общего пользования ЕСЭ России предназначена для обеспечения потребности на­родного хозяйства и населе­ния в обмене телеграфной ин­формацией в форме текста, изображения (фото, чертеж), газетных полос, различных видов дискретной информа­ции посредством электричес­ких сигналов по проводам или радио. В зависимости от раз­меров охватываемой терри­тории сеть телеграфной свя­зи общего пользования (ТгОП) подразделяется на:

• магистральную телеграфную сеть, предназначенную для орга­низации связи Москвы с республиканскими и областными (краевы­ми) центрами и последних - между собой;
  
• зоновые ТГ сети, соединяющие областные центры со своими районными центрами и последние - между собой;
  
• местные сети, соединяющие сельские отделения связи со сво­ими районными узлами связи, а также городские сети, соединяю­щие телеграфные городские отделения связи со своим центральным телеграфом.
  

Сеть телеграфной связи - это совокупность узлов и пунктов свя­зи, соединенных между собой каналами телеграфной связи.



Рисунок 1 - Структура системы телеграфной связи РФ

Основу сети телеграфной связи составляют главные узлы У_1, зоновые У₂, местные У _з, оконечных пункты, а также каналы, соединяющие их меж­ду собой и с оконечными пунктами.

Узлы У₁ являются главными узлами выделенных зон на террито­рии страны и предназначены для обработки основной доли транзит­ной нагрузки, а также исходящей и входящей нагрузок оконечных пунктов своей зоны. При определении нагрузки в качестве показате­лей приняты:

1. Телеграмма, которая применяется на таких участках узлов, где ее длина не имеет значения - на сортировке, доставке, контроле.

2. Слово телеграммы. Оно используется при определении произ­водительности телеграфистов.

3. Среднее число телеграфных знаков для передачи слова телеграм­мы. Данный показатель используется при расчете пропускной способ­ности телеграфного аппарата или узла. Для телеграфного аппарата необходимо определять нагрузку по числу знаков в телеграмме и по средней длине телеграммы, а при расчете оборудования телеграфно­го узла следует учитывать неравномерность и колебание нагрузки. Неравномерность определяется сезонным колебанием по месяцам, дням недели и часам суток. Применяются следующие коэффициенты неравномерности: N_мес = 1,1-1,2; N_дн = 1,05 - 1,2.

Неравномерность по часам суток определяется коэффициентом концентрации С_ср.сут. Для магистральной связи в час наивысшей нагрузки (ЧНН) необходимо применять поправочный коэффициент К_чнн = 0,08 -0,1.

Таким образом, телеграфную нагрузку узла можно определить по формуле:

Cрасч =Ccр.сут * Kчнн * Nдн * Nмес

Узлы У₁ соединяются друг с другом в основном по принципу «каж­дый с каждым» по разным, как правило, линиям передачи первичной сети ЕСЭ России.

Узлы У₂ {зоновые узлы) размещаются в местах сосредоточения большого числа потребителей и предназначены для обработки мес­тной исходящей, входящей и транзитной нагрузок.

Узлы У₃ (местные узлы) размещаются в районных центрах и го­родах областного подчинения. Назначение их такое же, что и у зо­новых узлов.

Оконечные пункты (отделения связи) предназначены для непос­редственного приема информации от отправителей и доставки ее

адресатам. Они соединены телеграфными каналами с местными и зоновыми узлами и включают оконечное телеграфное оборудование.

На телеграфной сети применяются следующие типы каналов: каналы тонального телеграфирования, образуемые путем вто­ричного уплотнения типовых каналов передачи;

каналы радиосвязи, образуемые путем использования радио-передающих и радиоприемных устройств; каналы надтонального телеграфирования; каналы, образованные по средним точкам телефонных цепей; каналы, получаемые по жилам телефонных кабелей городской телефонной сети; каналы, образованные на однопроводных цепях воздушных ли­ний связи.

Сети абонентского телеграфирования (АТ) организуются на основе телеграфных каналов, когда телеграфные аппараты устанав­ливаются непосредственно у абонентов. Они предназначены, как правило, для осуществления документального обмена с помощью те­леграфных связей между предприятиями, ведомствами и другими звеньями народного хозяйства.

Сеть абонентского телеграфирования построена по принципу коммутации каналов и дает возможность абонентам сети осуществ­лять непосредственно двустороннюю связь друг с другом. В состав сети АТ входят оконечные абонентские пункты, узлы коммутации, каналы связи и местные соединительные линии (рис. 2).

Оконечный абонентский пункт оборудован стартстопным теле­графным аппаратом и вызывным прибором. Линейное питание цепи телеграфного аппарата осуществляется от коммутационного обору­дования узлов коммутации, электродвигатель включается в сеть переменного напряжения. Для АТ используются рулонные или лен­точные телеграфные аппараты, имеющие в своем составе автоот­ветчики. Оконечные абонентские пункты включаются в узлы коммута­ции (УК) через соединительные линии. Передача сигналов осуществ­ляется по соединительным линиям с помощью постоянного тока, при этом дальность телеграфирования по кабелю составляет 20...30 км, а по воздушным линиям - до 100...200 км. Узлы коммутации имеют в своем составе коммутационное оборудование, абонентские пане­ли и переходные устройства, обеспечивающие подключение к УК ма­гистральных каналов.





Рисунок 2 - Структурная схема абонентской телеграфной сети: СТА - стартстопный телеграфный аппарат, ВП - вызывной прибор, АП - абонентские панели, ПУ - переходные устройства, КО – коммутационное оборудование

Таким образом, телеграфные сети и сети АТ базируются на техни­ческих средствах, которые включают:

- станции и подстанции коммутации каналов;

- каналообразующую аппаратуру;

- оконечную телеграфную аппаратуру (терминалы);

- средства контроля, измерения и управления.

Особенностями совместной работы телеграфных сетей и сетей АТ, функционирующих в рамках единой ЕСЭ России, являются сле­дующие:

1. Эти сети выполняют различные задачи и поэтому информация из одной сети ни в коем случае не должна попадать в другую. Этот принцип лежит в основе построения всех коммутационных устройств, обслуживающих одновременно обе сети.

2. Каналы телеграфной связи, получаемые путем уплотнения (ча­стотного или временного) каналов ТЧ первичной сети, не закрепля­ются за определенной сетью, а в зависимости от потребности пре­доставляются той или иной сети. В настоящее время в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т на базе канала ТЧ могут быть созданы 24 канала телеграфной связи со скоростью передачи 50 бод или 12 каналов Тг со скоростью 100 бод или 6 каналов Тг со скоростью передачи 200 бод. На телеграфной сети, как правило, применяются

каналы Тг со скоростью передачи 50 и 100 бод, которые по мере раз­вития сети будут сведены к единому каналу со скоростью 100 бод.

3. Сеть телеграфной связи отличается от сети АТ тем, что после­дняя, как правило, работает в режиме реального времени, тогда как сеть общего пользования допускает задержку в передаче сообще­ний (в пределах контрольных сроков передачи телеграмм).

В каждой из рассматриваемых сетей для организации связи до­пустимо использование коммутации каналов. Коммутация сообщений, прежде всего, применяется в сети телеграфной связи. В настоящее время все большее признание получает разделение сети телеграфной связи на две части (два уровня); транспортную сеть и сеть доступа.

Транспортная сеть представляет собой совокупность коммутаци­онных узлов, соединенных между собой линиями передачи (каналами передачи), обеспечивающими передачу информации между терри­ториально распределенными местными сетями связи. Транспортная сеть включает международную, междугородную и внутризоновые (региональные) телеграфные сети связи. Центральными элементами транспортной сети являются высокоскоростные линии, организован­ные в основном на базе волоконно-оптических линий (скорости от 64 кбит/с до десятков и сотен мегабит в секунду). Транспортная сеть предназначена для того, чтобы обеспечивать передачу высокоско­ростных потоков информации без промежуточного накопления.

Сеть доступа представляет собой местную сеть, предназначенную для пропуска местного трафика и подключения разнообразных або­нентских терминалов к транспортной сети. Она состоит из абонент­ских линий связи, оконечных коммутационных станций, а также каналов, соединяющих местные станции между собой и с транспор­тной сетью.


^ Сеть Телекс

Международные соединения телеграфных абонентов нашей страны с телеграфными абонентами других стран мира осуществляются по международной сети абонентского телеграфирования, которая называется Телекс. Эта сеть объединяет 96 стран мира, из которых 28 находятся в Европе и содержат более 52% всех абонентов мира. В большинстве стран международная сеть Телекс не выделяется из общей телеграфной сети страны.

В качестве коммутационных станций на сети Телекс в основное применяются декадно-шаговые автоматические станции с использованием дискового способа набора номера. Такие станции называются станциями типа «Б». В некоторых странах (Франция, Норвегия, Голландия, Австралия, Югославия и др.) применяются! станции типа «А» — это в основном координатные станции с использованием клавиатурного способа набора номера. При таком способе набора телеграфный аппарат вызывающего абонента включается сразу же после посылки абонентом сигнала вызова. Набор номера вызываемого абонента с клавиатуры теле­графного аппарата сопровождается посылкой на станцию теле­графных стартстопных сигналов. Последние воспринимаются спе­циальным стартстопным устройством в регистре и превращаются там в кодовые импульсы набора номера, которые затем посылают­ся регистром на приборы автоматического искания станции.

При клавиатурном способе набора номера все сигналы, посту­пающие на аппарат абонента,— сигнал ответа станции, соедине­ния, занятости, повреждения и т. д. — также посылаются со стан­ции в виде стартстопных телеграфных сигналов. За последние годы число станций с клавиатурным набором на сети Телекс зна­чительно возросло.

Коммутационные станции связываются друг с другом каналами частотного телеграфирования и радиоканалами. На сети Телекс, как правило, используются каналы с амплитудной модуляцией.

С каждым годом сеть Телекс значительно расширяется.

^ Сеть Гентекс

Сеть Гентекс — это международная телеграфная сеть общего пользования для обмена телеграммами между телеграфными пред­приятиями стран "социалистического лагеря Европы, организован­ная по системе прямых соединений. В столицах государств—-Москве, Будапеште, Берлине, Варшаве и Праге — установлены коммутационные станции Гентекс, соединенные друг с другом по принципу «каждая с каждой». Оконечными пунктами являются аппараты приема и передачи, установленные на Центральных те­леграфах в столицах этих государств и на телеграфах наиболее крупных городов.

В отличие от внутрисоюзной сети ^ ПС Гентекс является обособ­ленной сетью и не предусматривает совместного использования каналов ни с внутрисоюзной сетью ПС, ни с международной сетью Телекс. Кроме того, на этой сети в отличие от сети ПС использу­ется система с отказами, т. е. при занятости вызываемого оконеч­ного пункта или канала телеграммы не перепринимаются, а вы­зывающему пункту посылается сигнал занятости.

На сети Гентекс принята пятизначная система нумерации: пер­вые две цифры определяют номер станции, а последние три — номер вызываемого оконечного пункта.