Спеціальні системи електрозв’язку

Лекція № 7 Системи для передачі дискретних повідомлень

 

План

Системи телеграфного зв’язку

Системи передачі даних

Спеціальні системи електрозв’язку

 

Системи телеграфного зв’язку

Системи телеграфного зв'язку призначені для двосторонньої передачі дискретних повідомлень (телеграм). Вони складаються з двох підсистем. При цьому на кожному кінці системи необхідно мати передавач і приймач. Ці два пристрої зазвичай конструктивно об'єднуються і створюють пристрій, що називається кінцевим телеграфним апаратом. Отже, телеграфний зв'язок реалізується системою, яка складається з двох кінцевих телеграфних апаратів, з’єднаних каналом зв’язку.

В системах передачі дискретних повідомлень використовується кодовий метод перетворення повідомлення в сигнал і назад. Сенс цього методу полягає в тому, що знаки повідомлення при передачі замінюються кодовими комбінаціями, що складаються з певних елементів. При цьому кожному знаку повідомлення відповідає своя комбінація. Сукупність усіх використовуваних комбінацій складає телеграфний код. Старим і найбільш відомим є код Морзе, комбінації якого складаються з двох різних елементів - "крапка" і "тире". При використанні кодів передача повідомлень зводиться до передачі двох різних елементів кодових комбінацій. Перетворення комбінації в сигнал здійснюється за допомогою пристроїв, що мають два стійкі стани. Простими двійковими пристроями являються контакти, які послідовно замикають і розмикають лінійні електричні ланцюги. При замкненні ланцюга в канал подається струмовий імпульс, що відповідає одному елементу комбінації, наприклад "1", а при розмиканні (струму в ланцюзі немає) - безструмовий імпульс, що відповідає елементові "0". Дискретний сигнал, отриманий таким чином, представляє собою комбінації струмових і безструмових імпульсів визначеної тривалості, послідовно передаваних в канал зв’язку.

Отже, процес перетворення знаків повідомлення в сигнал розпочинається з кодування, в результаті якого знаки замінюються кодовими комбінаціями. Потім елементи комбінації послідовно перетворяться в елементи сигналу, тобто у імпульси струму. Ці функції виконуються спеціальними пристроями кінцевого телеграфного апарату. Приймач системи телеграфного зв'язку виконує зворотне перетворення сигналу в повідомлення в наступній послідовності. Спочатку елементи сигналу по черзі приймаються, перетворюються в елементи кодової комбінації і запам'ятовуються. Потім визначається знак, що відповідає прийнятій кодовій комбінації, тобто виконується операція, що зворотна кодуванню, яка називається декодуванням. Процес прийому закінчується записом знаку на папері. Усі перераховані операції виконуються спеціальними пристроями передаючої частини кінцевих телеграфних апаратів.

 

Системи передачі даних

Системи передачі даних не мають принципових відмінностей від систем телеграфного зв'язку. У них також використовують умовний (кодовий) метод перетворення повідомлень в сигнал і навпаки, а тому процес передачі повідомлень і пристрої передавача приймача не відрізняються від відповідних елементів системи телеграфного зв’язку. Однак, системи передачі даних спроможні передавати дискретні повідомлення значно швидше і точніше, тобто забезпечувати більш високі швидкість і якість передачі повідомлень. Це досягається завдяки використанню додаткових пристроїв підвищення якості передачі повідомлень, які конструктивно об’єднуються з передавачами і приймачами систем передачі даних, утворюючи прийомопередаючі пристрої, що називаються апаратурою передачі даних АПД. Одна частина АПД, яка виконує різні перетворення сигналів при передачі, розміщується на передаючому, а друга, що забезпечує прийом, корегування та інші перетворення сигналів і кодових комбінацій, розміщується на прийомному кінці системи передачі даних.

Пристрої підвищення якості передачі дозволяють виявити або навіть виправляти помилки в повідомленнях, які з’являються в процесі перетворення. Системи передачі даних використовують двохсторонній канал, зворотний канал використовується для боротьби з помилками.

Спеціальні системи електрозв’язку

Існують спеціальні системи електрозв’язку. До них відносяться системи телеметрії (телевимірювань), телесигналізації, телекерування, радіолокації, радіонавігації та інші.

Системи телеметрії призначені для виконання наступних операцій:

- вимірювання параметрів, що характеризують різні процеси, що відбуваються у шкідливих середовищах, в недоступних місцях або на віддалених об’єктах;

- передачі повідомлень про результати вимірювань;

- прийому, накопичення, обробки і видачі даних для використання.

Об’єктами телеметрії можуть бути, наприклад, космічні кораблі, а вимірюваними параметрами – тиск, температура, склад середовища, фізичні і біологічні дані космонавтів, технічні характеристики пристроїв корабля. Передавачі систем телеметрії являють собою автоматичні датчики, здібні вимірювати і перетворювати вимірюваний параметр в електричний сигнал. При передачі таких сигналів зазвичай використовуються телеграфні коди. Сигнали передаються по типовим дротовим і радіоканалам зв’язку. В прийомних пунктах дані або зразу заводяться в ЕОМ, або фіксуються реєструючими пристроями. Системи телеметрії придатні для односторонньої передачі інформації від датчика в пункт збору і обробки даних, являються загальними для багатьох систем.

Системи телесигналізації і телекерування призначені для передачі спеціальних повідомлень – наказів на віддалені або недоступні об’єкти з центру керування. Повідомлення при цьому мають дискретних характер і представляють собою цифрові дані. В передавачах цих систем повідомлення за допомогою кодів перетворюються в дискретні сигнали, що передаються по каналу зв’язку. Приймачі у відповідності з прийнятими сигналами виконують автоматичне включення пристроїв, які виконують визначені функції по сигналізації, регулюванню, настроюванню і керуванню різними процесами.

Системи телеметрії, телесигналізації і телекерування часто працюють взаємозв’язно, утворюючи комплекси, що звуться автоматичними системами керування (АСУ).

Електрозв’язок широко використовується для виявлення нерухомих і рухомих об’єктів при відсутності видимості або великій віддаленості для спостереження, вимірювання і дослідження параметрів пересування або процесів, які відбуваються на об’єктах. Цей напрямок розвитку електрозв’язку отримав назву радіолокації. Принцип радіолокації заснований прийомі відображених від спостережуваних об’єктів радіохвиль, випромінюваних передавачем. Випромінювання і прийом радіохвиль виконується радіо направленою антеною. При цьому положення антени буде вказувати напрямок на ціль (об’єкт), а дальність до цілі буде визначатися швидкістю розповсюдження радіохвиль (3х10⁸ м/с) і часом, що минув з моменту випромінювання імпульсу до прийому відображеної хвилі. Саме ці відображені хвилі фіксуються прийомною частиною системи і використовуються для отримання потрібної інформації. Для аналізу і обробки інформації часто використовуються обчислювальні машини, сполучені з радіолокатором.

Електрозв’язок використовується також для отримання кораблями, літаками і іншими об’єктами свого місцезнаходження на поверхні землі або в космосі. Ці задачі виконують спеціальні системи електрозв’язку, які звуться радіонавігаційними. Вони складаються з двох або декількох стаціонарних і постійно працюючих радіо передаючих станцій з відомими координатами розташування, що називаються радіомаяками. Бортові радіоприйомні і інші пристрої по сигналам, що приймаються від радіомаяків, визначають місце розташування рухомого об’єкта.