Данные

Перейдем теперь к тем формам информации, которые передаются и воспринимаются приборами.

Старейшим и наиболее распространенным видом этого типа является передача телеграфных сообщений. Как мы уже указывали, в этом виде передачи нас не интересует форма воспроизведения сигнала. Безразлично, в каком виде будет получено сообщение: в форме ленты со знаками азбуки Морзе, букв и цифр телеграммы или комбинации отверстий на перфоленте. Важно на приеме получить правильное содержание сообщений и уметь его воспринять и использовать непосредственно или с помощью некоторых устройств или приборов.

Не будем здесь рассматривать «старейшину» телеграфной связи — аппарат Морзе, который хотя еще применяется, но уже не решает основных задач телеграфной связи. В буквопечатающем телеграфном аппарате для передачи каждого знака используется пятиэлементньтй код, передаваемый двоичными сигналами. Как известно, двоичный (или бинарный) сигнал означает, что у него возможны только два состояния (например, единица—ноль), каждое из которых занимает одинаковый промежуток времени и обозначается как один бит. Количество бит в секунду определяет скорость передачи бинарных сигналов. Пяти бит двоичного кода достаточно, чтобы путем их различных сочетаний получить 32 знака (2б=32), 26 из них используются в телеграфном аппарате для обозначения части букв русского алфавита. Некоторые из оставшихся комбинаций телеграфный аппарат переводит для работы 3 другом «регистре», в котором печатается часть букв русского алфавита, цифры и буквы латинского алфавита, не совпадающие с русскими. В обычной пишущей машинке тоже имеются два регистра, но они используются для печати обычных и прописных букв. В телеграмме прописные буквы не применяются.

Оценим теперь телеграфный сигнал с учетом рассмотренных выше параметров. Если принять, что на телеграфном аппарате будет работать самый квалифицированный телеграфист, то аппарат необходимо рассчитывать на скорость передачи 360—400 знаков в минуту, т. е. 6—7 знаков в секунду. Каждый знак — это 5 бит, т. е. скорость двоичных электрических сигналов на выходе аппарата составит 30—35 бит/с. Современные телеграфные аппараты согласно с согласованными международными рекомендациями применяют для каждого знака не 5, а 8 бит (3 используются как служебные и для повышения верности передачи). Комбинацию из 8 бит, образующую восьмизначный кодовый сигнал, называют байт. Получаемая при восьмизначном коде скорость — 6x8 ^ 50 бит/с — принята в качестве типовой скорости передачи.

Следует иметь в виду, что сегодня телеграфист не обязательно должен передавать телеграмму прямо в линию. Он может записать ее кодом на перфоленте, а потом пропустить эту перфоленту через специальный передатчик — трансмиттер — с большой скоростью. Учитывая это, для телеграфной связи установлены еще две градации скоростей передачи: 100 и 200 бит/с.

Такие скорости, особенно 200 бит/с, используются и для передачи данных. Однако, как уже указывалось выше, при передаче данных требуется существенно большая верность восстановления исходного сигнала при его воспроизведении на приемном конце. Основным источником ошибок (возникающих как следствие искажения сигнала передачи данных) являются внешние воздействия — помехи. Поскольку данные обычно представляют собой некоторую последовательность единиц и нулей (или других бинарных сигналов), записанных на носителе, необходимо, чтобы воспринимающее их устройство не исказило эту последовательность, т. е. не записало нуля вместо единицы и единицы вместо нуля. Значит, уровень помех, воздействующих на устройства передачи данных, должен быть не больше такого, который мог бы создать «ложную» единицу там, где будет нуль, или «выбить» единицу и создать вместо нее нуль,

Обычно устройства приема двоичных электрических телеграфных сигналов или сигналов передачи данных определяют наличие сигнала только в том случае, когда он достигает величины, равной половине его номинальной амплитуды. Если один из битов сигнала в результате помехи уменьшится больше чем наполовину, то он будет воспринят как ноль, и наоборот, если помеха создаст ложный бит с амплитудой больше половины номинальной амплитуды сигнала, он будет воспринят как единица — на приемном конце линии возникнет ошибка. Отсюда следует: чтобы выдержать указанные нормы на допускаемые ошибки, амплитуды возникающих в линии помех должны быть по крайней мере в два раза меньше амплитуды основного сигнала, отклоняясь от этого в большую сторону в среднем не чаще, чем через 104 бит для телеграфа и 106 бит для передачи данных.

Бороться с ошибками при передаче данных можно в основном двумя путями — либо увеличивая соотношение между уровнем сигнала и уровнем помехи, либо усложняя методы кодирования сигналов с тем, чтобы уменьшить влияние ложных единиц или нулей на истинное значение принимаемой информации. Использование первого пути ограничивается физическими возможностями устройств, через которые передается информация. Уровень помех в линиях связи зависит от объективно существующих факторов — таких, как тепловой шум резисторов, влияние внешних электромагнитных полей и др. Избежать влияния помех путем увеличения амплитуды сигнала можно только до некоторых пределов, определяемых энергетическими возможностями электронных устройств в линиях связи и рядом других факторов, включая экономические. Что же касается второго пути, то здесь имеется возможность посредством усложнения кодов восстанавливать верный сигнал даже в условиях, когда «вредная» помеха во много раз превышает «полезный» сигнал. В таких условиях работают, например, устройства, воспринимающие данные от объектов из далекого космоса. Однако при этом повышение верности воспроизведения не дается даром. Всякое усложнение кода приводит к тому, что на каждый знак передаваемой и воспринимаемой информации требуется большее количество бит.


::Следующая страница::