Основы построения телекоммуникационных систем и сетей

Глава 11. Общегосударственная телеграфная сеть

назад | вперёд

 

11.1. Классификация телеграфных сетей

Общегосударственная телеграфная сеть, являющаяся вторичной сетью ВСС, представляет собой низкоскоростную систему передачи буквенно-цифровой информации, объединяющую несколько коммутируемых сетей. Основной, наиболее крупной, является телеграфная сеть общего пользования, предоставляющая услуги связи (передача телеграмм) населению, предприятиям, организациям через городские отделения связи или районные узлы связи.

Второй по масштабам является сеть абонентского телеграфирования, которая обслуживает учреждения, предприятия и организации с помощью оконечных телеграфных аппаратов, устанавливаемых непосредственно на их территории. Абонентский телеграфный аппарат (телетайп) представляет каждому абоненту возможность в любое удобное для него время связаться с другим абонентом сети для проведения переговоров или передачи телеграмм.

Разновидностью абонентского телеграфа является система международного абонентского телеграфирования Телекс, по которой передаются телеграммы или организуются телеграфные переговоры между оконечными установками абонентов этой сети, находящихся в нашей стране или за ее рубежами. В настоящее время международная абонентская сеть Телекс объединяет абонентов большинства стран мира (более 100 стран). Существует и вторая сеть международного абонентского телеграфирования – Гентекс.

11.2. Принципы построения телеграфных сетей

Телеграфные сети, предназначенные для передачи индивидуальных сообщений, имеют радиально-узловую структуру построения. При этом сеть состоит из пунктов связи и соединяющих их линий и каналов связи. Пункты связи бывают оконечные и узловые. Телеграфные сети нашей страны имеют узловые пункты трех уровней (районные узлы, областные телеграфные узлы, главные узлы зон). Все главные узлы сети связаны между собой по принципу «каждый с каждым». Особое место на телеграфной сети страны занимает Центральный телеграф города Москвы. Являясь самым крупным, он выполняет функции руководящего в оперативном отношении узла сети. Наиболее многочисленными пунктами сети являются оконечные пункты, в которых начинается и заканчивается процесс передачи каждого сообщения. Оконечные пункты связаны с узловыми абонентскими линиями связи. Связь между узловыми пунктами осуществляется по телеграфным каналам, образуемым с помощью многоканальных систем передачи.

При радиально-узловом принципе построения сети все телеграммы в процессе передачи проходят узловые пункты. Промежуточных узлов на пути телеграмм может быть от одного до шести. Оконечные пункты, расположенные в одном районе, передают телеграфные сообщения через свой районный узел. Сообщения, передаваемые между оконечными пунктами, расположенными на территории разных зон, проходят до шести промежуточных узлов.

На телеграфных сетях используются два способа передачи сообщений. Один из способов практически не отличается от способа передачи телефонных сообщений. Он состоит из двух этапов. На первом этапе устанавливается прямая электрическая связь между оконечными пунктами. Это делается обычными методами, применяемыми на телефонных сетях. Узловые пункты при этом выполняют электрическое соединение линейных цепей - коммутацию каналов. После того, как все промежуточные узловые пункты выполнят свои функции, к образовавшемуся составному (прямому) каналу подключается телеграфная аппаратура оконечных пунктов. На втором этапе по образованной системе связи передаются телеграфные сообщения. Этот способ получил название коммутации каналов (КК).

При втором способе передачи на всех узловых пунктах сети производится переприем телеграмм. Телеграмма, принятая от отправителя, передается из отделения связи на свой узловой пункт, где принимается и передается в следующий по трассе узел. То же самое происходит на всех остальных промежуточных узловых пунктах сети. Последний узел передает телеграмму в оконечный пункт назначения (отделение связи), откуда она будет доставлена получателю. Таким образом, узловые пункты сети производят: прием, выбор направления дальнейшей передачи и передачу телеграмм. Этот процесс называется коммутацией сообщений (КС).

В последние годы на сети стали использоваться одновременно оба способа передачи телеграфных сообщений. Смешанный способ передачи (КК+КС) обладает достоинствами обоих способов.

Первый способ используется на сети абонентского телеграфирования и на сети “Телекс”, а смешанный способ передачи сообщений в настоящее время применяется на телеграфной сети общего пользования. Такая сеть получила название сети прямых соединений.

На магистральных и внутризоновых участках телеграфной сети сигналы передаются по каналам, получаемым путем вторичного разделения каналов ТЧ первичной сети ВСС. Причем на внутризоновых участках сети используется каналообразующая аппаратура с ЧРК ТЧ с целью передачи 17 телеграфных сигналов и аппаратура с частотно-временным разделением на 44 сигнала. На городских участках сети применяется каналообразующая аппаратура с ВРК ТЧ на 3, 6, 12 сигналов. В настоящее время на телеграфной сети быстрыми темпами внедряются автоматические станции коммутации сообщений.

Телеграфная сеть общего пользования не в полной мере удовлетворяет интересам предприятий и учреждений, нуждающихся в оперативной связи с получением незамедлительных обратных сообщений. Более оперативным видом документальной электросвязи является абонентский телеграф, благодаря тому, что оконечные телеграфные установки располагаются непосредственно у абонентов, а узлы абонентского телеграфирования работают по принципу коммутации каналов, обеспечивающему быстрое установление соединения между абонентами.

Схема абонентской телеграфной связи приведена на рис.11.1.


1,4 – абонентские установки; 2,3 – станции абонентского телеграфирования; 5,17 – телетайпы; 6,16 – вызывные устройства; 7,15 – соединительные линии; 8,14 – аппаратура абонентской панели; 9,13 – узлы коммутации; 10,12 – переходные устройства; 11 – канал связи


Рис. 11.1. Структурная схема абонентской телеграфной связи

Оборудование оконечной установки сети абонентского телеграфирования аналогично оборудованию оконечного пункта телеграфной сети общего пользования. К абонентскому аппарату придается устройство автоответа, позволяющее принимать сообщения в случае отсутствия абонента. Электрические сигналы между станциями абонентского телеграфирования передаются по дискретным каналам, которые образуются на основе типовых каналов ТЧ, при этом основная скорость передачи телеграфных сигналов составляет 50 бит/с, а максимальная скорость не превышает 200 бит/с. В настоящее время происходит процесс перехода от электромеханических к электронно-механическим дисплейным телетайпам, построенным с применением микропроцессоров, запоминающих устройств. Это позволило создать автоматизированные сети абонентского телеграфирования.

В обозримом будущем основные направления развития телеграфной сети заключаются в следующем:

    1. Для сокращения удельных затрат на транзит каждой телеграммы необходимо по мере снижения телеграфного трафика пересматривать структуру сети центров коммутации сообщений в целях ее оптимизации путем уменьшения количества центров и сокращения общего числа каналов между ними.
    2. Объединение сетей абонентского телеграфирования и Телекс, позволяющее за счет использования уже существующих сетевых и абонентских средств развить службу Телекс, наиболее рентабельную из основных телеграфных служб.
    3. Использование сетей передачи данных с коммутацией пакетов в качестве транспортной среды позволит, в первую очередь, на магистральных направлениях получить определенную экономию за счет снижения потребностей в арендуемых каналах, а также позволит в перспективе осуществлять телеграфный обмен без транзитных центров коммутации сообщений.

11.3. Телеграфные коды

Дискретные сообщения состоят из определенного количества (N) различных знаков. Для передачи на расстояние знаки сообщения преобразуются в сигналы, представляющие собой электрический ток с переменными параметрами.

При использовании для получения сигнала постоянного тока информационным параметром может быть величина тока, при использовании переменного тока – амплитуда, частота или фаза колебания. Приемник таких сигналов должен в каждый момент определять, какой из возможных N значений информационного параметра передается. Задача эта в условиях действия помех весьма сложная. Поэтому системы, использующие такие сигналы, достаточно дорогие, имеют разветвленную структуру и поэтому неустойчивые в работе. Это обстоятельство заставляет применить кодовый метод преобразования сообщения в сигнал. При этом каждый знак сообщения предварительно представляется комбинацией из двух элементов, условно обозначаемых «0» и «1». В результате этой операции, называемой кодированием, сообщения, представляющие собой определенную последовательность N различных знаков, превращается в последовательность всего двух различных элементов (двоичных элементов). Очевидно, что при таком преобразовании для N знаков необходимо N комбинаций. Совокупность этих комбинаций составляет телеграфный код.

В современных дискретных системах связи используются различные коды. Подавляющее большинство кодов являются двоичными.

Один из самых известных и старейших – код Морзе. Комбинации этого кода составляются из двух элементов, которые принято называть «точка» и «тире». Комбинации кодера Морзе содержат разное количество двоичных элементов.

Большинство современных телеграфных систем используют так называемые равномерные коды, комбинации которых содержат одинаковое количество двоичных элементов.

Для построения кода достаточно пронумеровать двоичными числами все N знаков сообщения. При этом для получения равномерности необходимо добавить к числам слева нули до получения n-элементных комбинаций. Построенные таким образом коды называются простыми. Например, в системе Телекс используется двоичный международный телеграфный код N2 (МКТ-2), который является пятиразрядным. С его помощью можно представить n = 25 = 32 знака. Этого недостаточно для представления всех букв, цифр, знаков препинания и некоторых специальных символов. Поэтому возможности кода расширены введением двух дополнительных символов. Один из этих символов, которому соответствует кодовая комбинация 11111, называется буквенным регистром, а другой, которому соответствует комбинация 11011, - цифровым регистром. Для передачи цифр, знаков препинания и некоторых других условных знаков используют те же кодовые комбинации, что и при передаче букв, но им предшествует передача дополнительной кодовой комбинации – цифрового регистра. По получении цифрового регистра приемник интерпретирует последующие кодовые комбинации как цифры. Для передачи букв после передачи цифр необходимо передавать буквенный регистр.

11.4. Оконечная телеграфная аппаратура

Передатчик телеграфной аппаратуры осуществляет преобразование сообщения в сигнал, а приемник – обратное преобразование сигнала в сообщение. Структурные схемы передатчика и приемника телеграфной аппаратуры представлены соответственно на рис.11.2 и 11.3. Приемник и передатчик конструктивно объединяются в оконечный телеграфный аппарат.

Преобразование сообщения в сигнал происходит в два этапа. Первый этап – это кодирование, в результате которого знаки сообщения превращаются в кодовые комбинации. Второй этап – преобразований комбинаций в сигнал и последовательная передача элементов сигнала (посылок) в канал связи. Первый этап преобразования выполняется специальным кодирующим устройством, куда знаки подаются с помощью устройства ввода знаков. В качестве устройств ввода в оконечных аппаратах часто применяются клавиатурные механизмы типа пишущих машинок.

Кодирующее устройство преобразует знак в соответствующую пространственную n-элементную комбинацию. Элементы комбинации одновременно подаются на распределитель, который поочередно и с определенной скоростью выдает двоичные элементы комбинации на выходное устройство для преобразования их в соответствующие посылки. Таким образом, распределитель и выходное устройство выполняют второй этап преобразования сообщения в сигнал.

Обратное преобразование сигнала в сообщение выполняется приемником в три этапа. Первый этап – это последовательный прием и накопление элементов сигнала. В результате образуется пространственная комбинация из n-двоичных элементов. Второй этап – декодирование комбинации, т.е. определение знака, соответствующего принятой комбинации. Третий этап - запись знака на бумагу.

Конструктивно оконечная телеграфная аппаратура весьма разнообразна. Некоторое применение пока еще имеет электромеханическая аппаратура. Быстрыми темпами идет внедрение электронных элементов в телеграфную технику. На сетях связи достаточно широко используется электронно-механическая телеграфная аппаратура. Идут разработки электронных телеграфных аппаратов. Клавиатура электронных аппаратов выполняется на модульных переключателях с электронной памятью на несколько десятков знаков. В печатающих устройствах используется мозаичная запись с помощью специальных головок. В качестве печатающих элементов в этих головках применяются тонкие цилиндрические магнитоуправляемые иглы. В высокоскоростной электронной аппаратуре используются различные безударные способы записи знаков, способные вести запись со скоростью сотен и тысяч знаков в секунду. К таким способам относятся: электростатическая, магнитографическая и другие методы записи.


Рис. 11.2. Структурная схема передатчика телеграфной аппаратуры


Рис. 11.3. Структурная схема приемника телеграфной аппаратуры


11.5. Методы фазирования работы оконечной телеграфной аппаратуры

Передатчик телеграфной аппаратуры формирует и передает сигнал, представляющий собой временную комбинацию электрических посылок определенной длительности, на приемник. Приемник последовательно принимает посылки, накапливает и составляет из них комбинации для дальнейшего преобразования в знак. Выполнение подобных функций требует согласованности работы передатчика и приемника по скорости, последовательности и фазе выполнения операций, т.е. синхронной и синфазной их работы. Скорость телеграфирования и последовательность передачи посылок комбинации определяются распределителем передачи, а последовательность и скорость работы элементов приемника определяются распределителем приема. Следовательно, речь идет о синхронной и синфазной работе распределителей оконечных аппаратов. По способу поддержания этих условий различают синхронную и стартстопную аппаратуру.

В синхронной аппаратуре распределители передачи и приема работают непрерывно и циклично. Заканчивается один цикл, т.е. передача одной комбинации, начинается второй и т.д. Синхронность и синфазность работы распределителей синхронной аппаратуры поддерживаются с помощью специальных корректирующих сигналов, передаваемых по каналу от передатчика к приемнику вместе с информационным сигналом. Корректирующий сигнал несет информацию о скорости и фазе работы распределителя передачи. На приемном конце он выделяется и используется для коррекции скорости и фазы работы распределителя приема. Происходит постоянная подстройка работы распределителя приема под распределитель передачи и тем самым обеспечивается синхронность и синфазность их работы.

В стартстопной аппаратуре распределители также работают синхронно и синфазно. Они могут находиться в одном из двух состояний: «стоп» или «работа». В состоянии «стоп» передача отсутствует, скорость телеграфирования равна нулю. В состоянии «работа» распределители работают с одинаковой скоростью. Скорость и фаза работы распределителей постоянно совпадают. Для передачи каждого знака передатчик переводится в состояние «работа». Информация о начале работы распределителя передачи в виде специальной посылки «старт» передается на приемник и переводит его в состояние «работа».

Контрольные вопросы

1. Какие телеграфные сети Вам известны?
2. Назовите принцип построения телеграфных сетей, его сущность?
3. Какие способы передачи сообщений используются на телеграфных сетях?
4. В чем заключаются основные направления развития телеграфной сети?
5. Сущность кодового метода преобразования сообщения в сигнал.
6. Что представляет собой телеграфный код?
7. Какой телеграфный код используется в системе Телетекс, в чем его особенность?
8. Принцип работы приемника и передатчика телеграфной аппаратуры.
9. В чем особенность методов фазирования работы оконечной телеграфной аппаратуры?


назад | содержание | вперёд