|
|
Telegrafia jest to dział telekomunikacji, który dotyczy przesyłania i reprodukcji treści wiadomości zawierającej pismo, rysunki, fotografię i dane dla maszyn liczących. Dzielimy na alfabetową i analogową nazywaną również telekopią lub telefotografią. Transmisja danych dla maszyn liczących to teledacja.
Telegrafia alfabetowa dotyczy przesyłania wiadomości typu alfanumerycznego, a więc znaków pisma. Treść wiadomosći zostaje przetworzona na sygnały telegraficzne według określonego kodu telegraficznego.
Telekopia zajmuje się przesyłaniem i reprodukcją rysunków. Można rozróżnić telekopię odcieniową od czrnobiałej, inaczej fototelegrafię i telefaksodację.
Teledacja jest to przesyłanie informacji typu alfanumerycznego zakodowanej z większą wiernością i dokładnością niż w przypadku telegrafii alfabetowej.
Podstawowe pojęcia stosowane w telegrafii.
Kodowanie znaków czyli tworzenie sygnału telegraficznego polega na zamianie każdego znaku w ciąg prostych elementów zwanych kombinacją kodową lub kodem telegraficznym. Tworzenie sygnału telegraficznego następuje przez przetworzenie lementów kombinacji kodowej w ciąg impulsów elektrycznych. Elementy kombinacji kodowej oznaczone są najczęściej znakiem + lub - , 1 lub 0 , Z lub A , START lub STOP .
Alfabet telegraficzny jest to zbiór wszystkich kombinacji kodowych z przyporządkowanym mu zbiorem znaków telegraficznych.
Sygnały telegraficzne są to ściśle określone ciągi impulsów elektrycznych.
Modulacja telegraficzna jest to przekształcenie kombinacji kodowej na sygnały elektryczne. W ten sposób, że każdemu elementowi przydziela się określony odcinek czasu nazywany odstępem lub elementem jednostkowym ( znamiennym ) modulacji i oznacza się jako e ( czyt. epsilon ) a mierzy w sekundach. Odstęp jednostkowy wynosi 20 ms . Element START trwa również 20 ms natomiast element STOP ma minimalny czas trwania 30 ms ( w zależności od potrzeb może być wydłużony ). Całkowity minimalny czas trwania sygnału i elementów START i STOP wynosi 150 ms .
Szybkość modulacji telegraficznej vm=1/e [bod]. Szybkość modulacji telegraficznej wyrażonej w bodach należy rozumieć jako liczbę odstępów jednostkowych przesyłanych kolejno po sobie w następujących sygnałach telegraficznych w ciągu 1 s .
Podstawowa częstotliwość sygnału telegraficznego albo modulacji fm=1/(2*e) .
Transmisja sygnałów telegraficznych.
Sygnały telegraficzne nadawane i odbierane przez końcowe aparaty telegraficzne mają postać naturalną tzn. składają się z impulsów prądu stałego.
Sygnały naturalne mogą być przesyłane wartością lub kierunkiem prądu:
Przy przesyłaniu sygnałów wartością prądu jeden stan znamienny sygnału wyznaczony jest przepływem prądu określonego kierunku o wartości 40 mA , drugi stan znamienny wyznacza przerwa w obwodzie prądu.
Stany znamienne mogą być wayznaczone przez przepływ prądu stałego o tej samej wartości lecz o przeciwnych kierunkach. Sygnały przesyłane w ten sposób nazywamy dwukierunkowymi lub sygnałami przesyłanymi kierunkiem prądu.
Zniekształcenia telegraficzne
Zniekształcenia telegraficzne występują wtedy gdy odstepy jednostkowe w znakach telegraficznych są wydłużone lab skrócone w porównaniu z wzorcowymi odstępami jednostkowymi. Stopień zniekształceń jest miarą ilościowego i jakościowego zniekształcenia wyrażoną w procentach odstępu jednostkowego modulacji.
Zniekształcenia telegraficzne izochroniczne.
W modulacji telegraficznej izochronicznej tworzony jest sygnał izochroniczny ( synchroniczny ), w którym cały przebieg jest podzielony na równe odcinki czasu nazywane odstępami jednostkowymi. Stopień zniekształcenia izochronicznego określa się stosunkiem bezwzględnej maksymalnej zmierzonej różnicy między rzeczywistym ( zmierzonym ) i teoretycznym ( wzorcowym ) przedziałem czasu, oddzielającym dwa dowolne ( niekoniecznie występujące po sobie ) momenty znamienne modulacji ( lub odtwarzania ), do odstępu jednostkowego.
Wzór:
diz=|(tn'-tk')-(tn-tk)|max/e * 100%
tn'-tk' - przedział czasu między dwoma dowolnymi, rzeczywistymi momentami sygnału odpowiadającym momentom wzorcowym.
tn-tk - przedział czasu między dwoma dowolnymi ( wzorcowymi ) momentami znamiennymi.
e - teoretyczny ( wzorcowy ) odstęp jednostkowy.
Zniekształcenia arytmiczne.
Stopień zniekształcenia arymicznego dotyczy sygnałów arytmicznych ( start-stopowych ). W sygnale arytmicznym trwającym dłuższy czas różnica między momentami znamiennymi może być dowolna. Sygnał arytmiczny może być traktowany jako izochroniczny tylko w czasie trwania jednego znaku.
Wzór:
dar=|Ex-Ew|max/e * 100%
Ex - rzeczywisty odstęp momentów znamiennych od momentu startowego w sygnale rzeczywistym ( mierzonym ).
Ew - wzorcowy odstep momentów znamiennych od momentu startowego.
Stopień zniekształceń arytmicznych jest wyznaczony dla każdego znaku arytmicznego. Stopień zniekształcenia arytmicznego dla całego sygnału w wybranym okresie jest określony przez największy stopień zniekształcenia znaku występującego w tym sygnale. Niekiedy jest celowe rozróżnienie znaku ( ujemny lub dodatni ) zniekształceń arytmicznych. Jeżeli zniekształcenie jest ujemne oznacza to, że nastapiło przyspieszenie wystapienia momentu znamiennego rzeczywistego. Przy opóźnieniu momentu znamiennego rzeczywistego wartość stopnia zniekształcenia arytmicznego będzie dodatnia.
W pomiarach zniekształceń zwłaszcza izochronicznych ważną rolę odgrywa synchronizm między nadajnikiem a odbiornikiem. Brak synchronizmu jest źródłem dodatkowych zniekształceń.
Marża i telemarża.
Do oceny jakości działania urządzeń odbierających i zapamiętujących sygnały telegraficzne wprowadzono pojęcie marży i telemarży. Marża jest określana przez największy stopień zniekształceń telegraficznych odbieranych znaków przy którym dalekopis będzie je odtwarzał prawidłowo. Marża dalekopisu jest zazwyczaj większa niż 40%. Wartość marży określa się w ten sposób, że do badanego dalekopisu przekazuje się tekst o znanym stopniu zniekształcenia i obserwuje się poprawność odtwarzania tego tekstu przez dalekopis. W warunkach eksploatacji dokonuje się zdalnego pomiaru marży za pośrednictwem łącza abonenckiego i translacji aparatowej. Otrzymana w ten sposó maksymalna wartość stopnia zniekształcenia tekstu przy której dalekopis jeszcze go prawidłowo odbiera jest nazywana telemarżą. Aby transmisja sygnałów telegraficznych była przeprowadzona prawidłowo stopień zniekształceń telegraficznych sygnałów doprowadzonych do dalekopisu musi być zawsze mniejsza od marży tego dalekopisu.
Alfabet telegraficzny CCITT nr 2.
Alfabet telegraficzny nr 2 nazywany jest również alfabetem dalekopisowym nr 2. Każda kombinacja kodowa w tym alfabecie składa się zawsze z pięciu elementów, z których każdy może przyjmować wartość jednego z dwóch stanów: Z lub A.Liczba kombinacji kodowych w dwustanowym i pięcioelementowym alfabecie dalekopisowym nr 2 wynosi25=32. Ze względu na to, że ta liczba kombinacji nie zaspokaja potrzeb, większość kombinacji jest wykorzystywana podwójnie. W związku z tym, w alfabecie utworzono dwie grupy znaków: grupę liter i grupę znaków.
Grupę znaków określa się za pomocą kombinacji nr 29 ( dla grupy liter ) oraz kombinacji nr 30 ( dla grupy cyfr ). Nie przydzielono do grup znaków następujących numerów kombinacji kodowych: nr 27 ( powrót wózka ), nr 28 ( zmiana wiersza ), nr 29 ( litery ), nr 30 ( cyfry ), nr 31 ( odstęp ). Kombinacja kodowa nr 32 nie jest wykorzystywana.
Kod zastosowany w alfabecie nr 2 jest kodem bez nadmiaru. Każdy błąd w odbiorze elementu jednostkowego powoduje wydrukowanie niewłaściwego znaku lub wykonanie nieprawidłowej czynności przez odbiornik ( np. może nastąpić błędne wyzwolenie znamiennika ).
Alfabet telegraficzny CCITT nr 3.
Jeżeli w alfabecie nie są wykorzystywane wszystkie kombinacje kodowe, to oznacza, że został zastosowany kod z nadmiarem. Przykładem alfabetu z kodem nadmiarowym jest, stosowany w łączności radiotelegraficznej, siedmioelementowy alfabet nr 3.Cechą charakterystyczną tego alfabetu jest to, że stosunek elementów prądowych Z do elementów bezprądowych A wynośi zawsze 3:4. W alfabecie nr 3 wykorzystano tylko 35 kombinacji kodowych, ze 128 kombinacji możliwych ( K=27=128).
Znaki pierwszych 32 kombinacji kodowych odpowiadają znakom alfabetu nr 2. Znak RQ, oznaczony numerem 32, jest znakiem informującym nadajnik o konieczności powtórzenia błędnie odebranego znaku, natomiast znaki: a a b, o numerach 34 i 35, są znakami pomocniczymi, służacymi głównie do umożliwienia utrzymania synchronizacji stacji nadawczej i odbiorczej. Jeżeli strona odbiorcza otrzyma kombinację kodową o innym stosunku niż 3:4, to oznacza, że nastąpiło przekłamanie w transmisji znaku. Wówczas do stacji nadawczej jest wysyłany sygnał RQ. Aby sygnał RQ mógł być przekazany, między odbiornikiem i nadajnikiem musi istnieć tor powrotny. Tak powstały układ jest nazywany układem ze sprzężeniem zwrotnym decyzji. Zestaw urządzeń wykorzystujący alfabet nr 3 i sprzężenie zwrotne decyzji nosi nazwę systemu automatycznej detekcji i korekcji błędów ARQ.
Z rozważań teoretycznych wynika, że dla kodu 5-elementowego bez nadmiaru, prawdopodobieństwo odbioru błednego znaku wynosi około 5 * 10-3, a prawdopodobieństwo wykrycia błędnego znaku w kodzie 7-elementowym ( przy stosunku 3:4 elementów prądowych Z do elementów bezprądowych A ) wynosi 10-5. Wynika stąd wniosek, że zastosowanie kodu 7-elementowego zwiększa prawdopodobieństwo wykrycia błędnie odebranych znaków około 500 razy.
Alfabet telegraficzny CCITT nr 5.
Alfabet nr 5 jest podstawowym alfabetem stosowanym w transmisji danych i w technice przetwarzania danych. Został on opracowany przez CCITT i Międzynarodową Organizację Normalizacyjną ( ISO ). Każdy znak alfabetu nr 5 zawiera siedem elementów ( bitów ), co umożliwia utworzenie zbioru 128 znaków ( 27=128 ).
Alfabet nr 5 przedstawiony został w tabeli zawierającej osiem kolumn i szesnaście wierszy. Każdy znak alfabetu nr 5 może być określony numerem kolumny i wiersza, lub ciągiem bitów: b7 -> b1, z których każdy może przyjmować stan 0 lub 1. Tak więc np. literę "S" można przedstawić w postaci zapisu 5/3 oznaczjącego, że znak odpowiadający literze "S" określa kolumna 5 i wiersz 3, lub w postaci następującego ciągu bitów: 1100101.
Znaki przedstawione w alfabecie nr 5 pogrupowano wg wspólnych cech w ośmiu kolumnach. Przeznaczenie grup znaków w każdej kolumnie jest nastepujące:
kolumny 0 i 1 - znaki sterowania, zwane również znakami funkcyjnymi ( do tych znaków zaliczają się również dwa znaki: SP z kolumny 2 oraz DEL z kolumny 7 );
kolumna 2 - znaki graficzne: przystankowe, arytmetyczne oraz symbole specjalne;
kolumna 3 - cyfry i znaki graficzne;
kolumny 4 i 5 - litery duże;
kolumny 6 i 7 - litery małe;
Znaki sterowania można podzielić na następujące grupy znaków: sterowania transmisją, sterowania formatem tekstu, włączania i wyłączania urządzeń oddzielania informacji, sterowania użytkowaniem kodu oraz znaki pomocnicze.
Grupa znaków sterowania transmisją, oznaczona literami TC, jest przeznaczona do sterowania procesami lub do ułatwienia transmisji w sieciach telekomunikacyjnych.
TC1 ( SOX ) - początek nagłówka informacji;
TC2 ( STX ) - początek tekstu;
TC3 ( ETX ) - koniec tekstu;
TC4 ( EOT ) - koniec transmisji jednego lub kilku tekstów;
TC5 ( ENQ ) - zapytanie stacji współpracującej o znamię;
TC6 ( ACK ) - pozytywne potwierdzenie odbioru informacji przez stację odbiorczą;
TC7 ( DLE ) - zmienia znaczenie kodowe określonej liczby kombinacji;
TC8 ( NAK ) - negatywne potwierdzenie odbioru informacji przez stację odbiorczą;
TC9 ( SYN ) - do utrzymania synchronizmu, przeznaczony dla systemów transmisyjnych pracujących synchronicznie;
TC10 ( ETB ) - koniec bloku informacji ( o ile informacja jest podzielona na bloki).
Grupa znaków do sterowania formatem tekstu oznaczona literami FE. Znaki tej grupy są przeznaczone do sterowania zapisem lub układem informacji w urządzeniach drukujących lub wyświetlających. Znaki tworzące wierz zajmują pewną liczbę pozycji zwanych pozycjami znakowymi. Tak zwana pozycja aktywna jest to pozycja, w której, w danej chwili, znak może być wydrukowany lub wyświetlany. Normalnie pozycja aktywna przesuwa się skokowo z jednej pozycji na sąsiednią aktywną. Na ekranie pozycję aktywną wskazuje kursor
FE0 ( BS ) - cofnięcie pozycji aktywnej o jedną pozycję;
FE1 ( HT ) - tabulacja pozioma, powodująca przesunięcie pozycji aktywnej do określonej linii pionowej;
FE2 ( LF ) - zmiana wiersza;
FE3 ( VT ) - tabulacja pionowa, powodująca przesunięcie pozycji aktywnej do określonej linii poziomej;
FE4 ( FF ) - przesunięcie pozycji aktywnej na następną stronę;
FE5 ( CR ) - przesunięcie pozycji aktywnej do pozycji rozpoczynającej ten sam wiersz.
Grupa czterech znaków oznaczona literami DC1, DC2, DC3, DC4 jest przeznaczona do włączania i wyłączania urządzeń.
Znaki oddzielania informacji IS: IS1 ( US ), IS2 (RS ), IS3 ( GS ), IS4 ( FS ) są stosowane w celu oddzielenia od siebie i wyznaczania bloków informacji.
Znaki sterowania użytkowaniem kodu spełniają następujące funkcje:
SO - umożliwienie przejścia na inny kod; wysłane po tym znaku kombinacje, będą oznaczać inne znaki aniżeli te, które są podane w kolumnach 0 i 1;
SI - powrót do kodu znormalizowanego;
ESC - zmiana znaczenia jednego znaku.
Do ostatniej grupy znaków sterowania należą znaki pomocnicze:
BEL - zwrócenie uwagi obsługi ( sygnał akustyczny );
CAN - powiadomienie, że informacja poprzednio nadana jest błędna;
DEL - kasowanie znaków błędnych;
EM - sygnalizowanie końca nośnika informacji w urządzeniu nadawczym;
NU - znak pusty, używany w przypadku braku danych do przekazania;
SP - odstęp;
SUB - zastąpienie znaku uznanego za błędny |( znak stosowany w odbiorniku ).
Przy szeregowej transmisji znaków określonych alfabetem nr 5, poszczególne bity znaku są przesyłane w kolejności od b1 do b7. Do wykrywania nieprawidłowego przekazywania elementów znaku, służy przesyłany dodatkowo ósmy bit, tzw. bit kontroli parzystości. Przyjmuje on wartość 1, gdy w znaku liczba bitów o wartości 1 jest nieparzysta.
Przy arytmicznym sposobie przekazywania znaków, każdy sygnał związany z przekazywaniem znaków zawiera element start o wartości 0, siedem bitów określonych alfabetem nr 5, bit kontroli parzystości ( 0 lub 1 ), oraz najczęściej dwa elementy stop o wartości 1. Zatem sygnał arytmiczny dla jednego znaku będzie zawierał 11 bitów ( elementów ).
|
|
|
