§ 3. Аппаратура системы передачи данных

Все линии передачи данных, идущие от источников и потребителей информации, сходятся в оперативном центре сектора ПВО. Здесь имеется специальное помещение, где установлены распределительные стойки связи, направляющие входную и выходную информацию по соответствующим каналам.

Передача цифровой информации в системе "Сейдж" от источников информации к оперативным центрам и от них к потребителям производится большей частью по линиям связи, оборудованным специальной аппаратурой цифровой системы передачи данных типа А-1.

На передающем конце линии связи устанавливается передатчик цифровых данных, на приемном конце - приемник цифровых данных.

Блоки передатчика цифровых данных, установленного в оперативном центре сектора ПВО, показаны на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Блоки передатчика цифровых данных в оперативном центре сектора ПВО

Виды и формы передаваемых сигналов. Блок-схема системы А-1. В системе передачи цифровой информации источник информации вырабатывает и подает в систему передачи данных, а потребитель информации получает от этой системы, как правило, сигналы трех составляющих:

- стартовые сигналы, обозначающие начало сообщения;

- сигналы информации, содержащие передаваемые сведения;

- хронирующие сигналы, которые служат для точной синхронизации источника и потребителя информации между собой и с системой передачи данных.

Хронирующий сигнал представляет собой непрерывное колебание синусоидальной формы частотой 1300 или 1600 гц в зависимости от варианта системы передачи данных.

Информационный сигнал составляется из комбинаций полных периодов синусоидальных хронирующих колебаний (двухполярных импульсов). Наличие одного двухполярного импульса соответствует 1 (посылка), а отсутствие его - 0 (пауза). Подаваемое сообщение состоит из последовательности таких единиц (1) и нулей (0).

Стартовый сигнал представляет собой единичный двухполярный импульс (один период частоты 1300 или 1600 гц), которым начинается передача очередной кодовой группы,

Амплитуды указанных трех сигналов различны. Эти три составляющие передаются от источника информации в цифровой передатчик по трем отдельным местным линиям связи протяженностью от нескольких десятков метров до нескольких километров.

Цифровой передатчик осуществляет преобразование трех выходных сигналов источника информации в один комбинированный сигнал с тремя амплитудными уровнями, передаваемый по линии связи на несущей частоте 2000 гц.

Передача информации в системе А-1 осуществляется большими группами двоичных импульсов (кодовых групп), начинающихся со старт-импульса.

Количество импульсов в кодовой группе (двоичном слове) при передаче со скоростью 1600 дв. ед./сек составляет около 60 и является фиксированной величиной. Количество импульсов в кодовой группе при передаче со скоростью 1300 дв. ед./сек доходит до 300 и также является фиксированной величиной.

Не все из импульсов в передаваемой кодовой группе могут нести полезную информацию. Особая важность стартового сигнала (старт-импульса), по которому восстанавливается хронирующий сигнал и который определяет начало сообщения, требует его максимальной защиты от искажения соседними импульсами. Поэтому две двоичные единицы, предшествующие старт-импульсу, и две единицы, следующие после него, не могут нести информации и уровень сигнала, передаваемого в это время, соответствует уровню паузы.

В приемном оконечном устройстве приемник цифровых данных преобразует принятый сигнал в три исходные составляющие, которые были посланы источником информации.

Основными элементами системы передачи данных являются: передающее устройство, линия связи, приемное устройство и устройство управления и контроля.

Возможны два варианта использования системы передачи данных типа А-1. В менее важных случаях, когда не предъявляются высокие требования по надежности, используется одна линия связи. Когда же передается особо важная информация, применяется дублирование линий и соответственно передатчиков и приемников. Блок-схема второго варианта системы А-1 показана на рис. 7.4.

Рис. 7.4. Блок-схема системы передачи данных А-1

Передающее устройство системы А-1. Блок-схема передающего устройства показана на рис. 7.5. От источника информации на вход передающего устройства поступают сигналы трех видов: непрерывный хронирующий сигнал синусоидальной формы с частотой 1300 или 1600 гц, стартовые сигналы и сигналы информации, представляющие собой отрезки той же синусоиды длительностью в один период. Хронирующие сигналы с помощью формирователя, содержащего дифференцирующий контур, преобразуются в узкие импульсы, а стартовые сигналы и сигналы информации посредством двухстороннего ограничения - в прямоугольные импульсы. Стробируемые кипп-реле формируют прямоугольные импульсы длительностью, равной одному периоду хронирующей частоты, т. е. при передаче со скоростью 1600 имп/сек - 625 мксек, при передаче со скоростью 1300 имп/сек - 770 мксек.

Рис. 7.5. Блок-схема передающего устройства системы А-1

Полученные импульсы смешиваются и подаются на фильтр низких частот, после чего используются для модуляции несущей частоты. Несущая частота, на которой ведется дальнейшая передача информации по линии связи, образуется специальным генератором и равна 2 кгц. Несущая частота модулируется по амплитуде таким образом, что получаются следующие соотношения амплитуд: стартовый импульс - 1,0, импульсы информации - 0,25, пауза (нуль) - 0,525.

Модулированная несущая частота с частично подавленной верхней боковой частотой поступает на фазовыравниватель для сглаживания задержки огибающей частоты, возникающей при прохождении сигнала через фильтр низких частот и фильтр подавления верхней боковой частоты на выходе передатчика. После выравнивания фаз сигнал поступает в линию связи.

Приемное устройство системы А-1. Приемное устройство производит операции, обратные тем, которые выполняет передатчик. Блок-схема приемного устройства приведена на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Блок-схема приемного устройства системы А-1

Сигналы, поступающие из линии связи, проходят сначала полосовой фильтр, ограничивающий проникновение на вход приемника некоторых видов помех. Затем после усиления, детектирования и подавления фильтром низких частот низших составляющих гармоник несущей частоты сигналы поступают на два амплитудных дискриминатора, разделяющих стартовые импульсы и импульсы информации. Благодаря тому что стартовые импульсы, имея наибольшую амплитуду и постоянную частоту следования, используются для регулирования уровня сигнала на выходе детектора, амплитудное разделение этих импульсов осуществляется довольно просто.

Изменения уровня принимаемых сигналов частично компенсируются пик-детектором, а точная синхронизация их обеспечивается специальным генератором высокой точности с регулируемой частотой, которая поддерживается равной частоте хронирующих сигналов передатчика, с точностью до фазы с помощью фазового детектора.

Высокие требования к стабильности периода хронирующих импульсов ограничивают период автономной работы указанного генератора между стартовыми импульсами, что в свою очередь ведет к ограничению длины передаваемого сообщения.

Импульсы информации и стартовые импульсы, выделенные амплитудным дискриминатором, поступают на стробируемые киппреле, которые в моменты совпадения с хронирующими импульсами формируют соответствующие импульсы. Эти импульсы преобразователями преобразуются в отрезки синусоиды, аналогичные тем сигналам, которые подаются на вход передающего устройства.

Устройство управления и контроля (рис. 7.4). Как уже упоминалось, передача информации на важных направлениях ведется по дублированным каналам. При всяких нарушениях работы одной линии связи с помощью устройства управления, главным элементом которого является детектор неисправностей, производится мгновенное переключение на другую линию.

Детектор неисправностей подключен параллельно приемному устройству на выходе линии связи (первый вход) и посредством узкополосного фильтра и выпрямителя измеряет энергию, приходящую в заданной узкой полосе и создаваемую только шумами и помехами в линии. Когда уровень шумов достаточно велик, чтобы вызвать искажения передаваемого сообщения, детектор неисправностей переключает потребитель информации с выхода приемника одного канала на выход приемника другого канала.

Другой вход детектора неисправностей подключен к выходу стартового импульса каждого приемного устройства. При возникновении в линии неисправностей, приводящих к нарушению прохождения сигнала в линии, стартовый импульс на выходе приемника пропадает, что также ведет к переключению потребителя информации на другой канал.

Для контроля за неисправностями канала, вызывающими потерю отдельных импульсов сообщения или их ложное появление, служат два специальных устройства: генератор контрольных кодовых групп и контролер четности. Первое из этих устройств служит для генерирования и регулярной выдачи в канал контрольных кодовых групп, включающих сообщение из 16 импульсов. Сообщение набирается вручную специальным ключом. На приемном конце полученное сообщение сравнивается в схеме сравнения с эталонным сообщением, вырабатываемым местным генератором групп. Полученные ошибки подсчитываются, и результат отображается на табло при помощи неоновых ламп и механического счетчика.

Другое устройство обеспечивает контроль четности количества импульсов в принятом сообщении. Для того чтобы передаваемая информация всегда содержала четное количество импульсов, к сообщению в случае необходимости добавляют лишний импульс, не несущий полезной информации. На приемном конце число импульсов в принятом сообщении подсчитывается обычным двоичным счетчиком, и при обнаружении нечетного количества импульсов подается сигнал. Этот метод позволяет обнаружить только нечетное число ошибок, т. е. практически одиночную, поскольку при принятой вероятности 10-5 появление двух ошибок в одном сообщении маловероятно. Контролер четности обеспечивает непрерывный контроль правильности всех принятых сообщений и дает возможность немедленного исключения ошибочных сообщений.

В США для системы "Сейдж" разработаны и на отдельных участках применяются также и другие системы передачи данных, среди которых наиболее известны следующие:

- высокоскоростная система передачи данных типа "Кинеплекс", предназначенная как для передачи цифровых данных двоичным кодом, так и для буквопечатающей связи по проводам или по радио;

- системы передачи данных на полупроводниках типа AN/TSQ-7 и AN/TSQ-8 для передачи радиолокационной информации и некоторые другие, подробные описания которых здесь нет необходимости приводить.