ТЕЛЕГРАФНАЯ СВЯЗЬ
Телеграфная связь на железнодорожном транспорте служит для передачи документальных сообщений от источника к получателю. Передача и прием сообщений осуществляются с помощью буквопечатающих телеграфных аппаратов (телетайпов), имеющих клавиатуру, аналогичную клавиатуре пишущей машинки. В телеграфных сообщениях передаются сведения о работе подразделений железных дорог. Сообщения состоят из знаков — букв, цифр, символов и знаков препинания. Для передачи сообщения из одного пункта в другой телеграфные аппараты Т соединяются между собой каналом телеграфной связи (рис. 17.1, я). При этом сообщение для передачи по каналу преобразуется в электрические сигналы.
Принцип работы телеграфных буквопечатающих аппаратов рассмотрим по упрощенной схеме (рис. 17.1, б). По этой схеме передача сообщений осуществляется от станции А к станции Б. На станции А передаваемое сообщение с помощью передатчика ПРД преобразуется в электрические сигналы. Эти сигналы представляют собой токовые (1) и бестоковые (0) импульсы. На станции Б эти сигналы принимаются приемником ПРМ, который связан с печатающим устройством.
В телеграфной связи комбинации сигналов электрического тока, с помощью которых в условном виде передаются все буквы, цифры и знаки, называются телеграфным кодом; процесс замены знаков передаваемого сообщения соответствующими комбинациями токовых и бестоковых сигналов — кодированием, а процесс обратного преобразования — декодированием.
Телеграфный код состоит из кодовых комбинаций, которые в свою очередь состоят из элементов (элементарных сигналов). Количество элементарных сигналов для передачи знаков сообщения может быть различным или одинаковым. Если кодовые комбинации всех знаков состоят из одинакового количества элементов, то такой код называется равномерным, а если из неодинакового количества элементов — неравномерным. Примером неравномерного кода является код Морзе.
В коде Морзе знаки сообщений передаются с помощью кодовых комбинаций, состоящих из различного числа сигналов различной длительности. Код Морзе имеет следующие существенные недостатки: большое число элементарных сигналов для передачи кодовой комбинации одного знака; сложность построения буквопечатающих приемников, вследствие чего принятые сообщения регистрируются в виде точек и тире, т. е. в виде, непригодном для непосредственного вручения адресату. По этим причинам код Морзе находит ограниченное применение в телеграфной связи.
Работа всех современных буквопечатающих телеграфных аппаратов построена на равномерных кодах. В этих кодах каждая кодовая комбинация содержит равное число элементарных сигналов 1 или 0 одинаковой длительности.
Наиболее распространен в телеграфной связи пятиэлементный равномерный код, получивший название международного телеграфного кода № 2 (МТК-2). В коде МТК-2 используются элементарные сигналы двух видов: 1 и 0, вследствие чего этот код называется также двоичным, или бинарным. При передаче сообщений на современных стартстопных буквопечатающих аппаратах к комбинациям кода МТК-2 добавляются стартовый и столовый коррекционные сигналы. Стартовый сигнал необходим для пуска в ход приемника аппарата, он передается перед сигналами каждой кодовой комбинации. После передачи кодовой комбинации знака с передатчика передающего аппарата передается столовый сигнал, устанавливающий приемник приемного аппарата в исходное положение. Стоповый сигнал по длительности отличается от других сигналов, он равен полуторной длительности элементарного сигнала.
Каждое сообщение в телеграфной связи передается с определенной скоростью. Скорость телеграфирования измеряется количеством элементарных сигналов (1 и 0), передаваемых в одну секунду. Единицей скорости телеграфирования является Бод. Скорость 1 Бода — это передача одного элементарного сигнала в секунду.
Скорость телеграфирования v = nNI 60, где п — число элементарных сигналов, необходимых для передачи одного знака; N — число знаков, передаваемых телеграфным аппаратом в минуту; 60 — число секунд в минуте. Большинство современных стартстопных телеграфных аппаратов имеет скорость передачи 50... 100 Бод.
Большинство телеграфных связей на железных дорогах нашей страны работает по каналам связи, организованным с помощью аппаратуры частотного телеграфирования. Принцип частотного телеграфирования рассмотрен на рис. 17.2.
С помощью передатчика ПРД на передающей станции А к линии поочередно подключаются генераторы переменного тока G1 и G2 с частотами соответственно/j и/-,. На приемной станции Б сигналы переменного тока преобразуются в приемнике ПРМ в однополюсные сигналы постоянного тока, поступающие в электромагниты ЭМ, которые управляют печатающим устройством ПУ. Для одновременной передачи по одному каналу связи нескольких сообщений к нему подключаются несколько передатчиков ПРД, имеющих генераторы с разными частотами. При этом в качестве канала связи используется телефонный канал тональной частоты (спектр частот от 0,3 до 3,4 кГц), в котором с помощью фильтров выделяются несколько телеграфных
каналов, т.е. используется принцип частотного разделения. Число таких каналов зависит от типа телеграфной каналообразующей аппаратуры и может достигать 24. Эта аппаратура носит название аппаратуры тонального телеграфирования (ТТ). Дальность действия связи по таким каналам практически не ограничена, так как при телеграфировании переменным током легко решается вопрос увеличения дальности усилением сигналов переменного тока.
Сообщения по каналу телеграфной связи могут передаваться двумя способами: одно- или двусторонним.
Более эффективным является двусторонний способ телеграфирования (рис. 17.3). При таком способе каждая станция осуществляет одновременно прием и передачу сообщений. Для включения телеграфных аппаратов по такому способу телеграфирования применяют специальные согласующие устройства СУ, включаемые между аппаратом и каналом связи.
На рис. 17.3, а показана схема телеграфирования с использованием на каждой станции по одному аппарату.
Рис. 17.3. Схема двустороннего телеграфирования
При такой схеме передающая часть ПРД в аппарате используется для передачи сообщений, а приемная ПРМ — для приема. При этом телеграфист не видит контроля своей передачи, что является существенным недостатком такого способа телеграфирования. Схема, приведенная на рис. 17.3, б, свободна от указанного недостатка, так как на каждой станции установлено по два аппарата: один для передачи, другой для приема.
Телеграфные аппараты.Автоматическая телеграфная связь
Широкое распространение на железнодорожном транспорте получили телеграфные аппараты равномерного кода МТК-2. Сообщение, принимаемое этими аппаратами, печатается в виде буквенноцифрового текста на ленте или рулоне бумаги. По этому признаку буквопечатающие аппараты делятся на ленточные и рулонные.
По конструкции буквопечатающие аппараты делятся на электромеханические и электронно-механические. В электронно-механических аппаратах основные узлы построены на электронных схемах с широким применением транзисторов и интегральных микросхем. Как электромеханические, так и электронно-механические аппараты выпускаются автоматизированными и неавтоматизированными. Первые имеют в своем составе автоматический передатчик сообщений — трансмиттер и приемник сообщений на перфорированную ленту — реперфоратор. С этой ленты принятое сообщение можно передавать с трансмиттера в канал связи или вводить в память
ЭВМ. С начала 1980-х годов на транспорте широко внедрялись электронно-механические рулонные аппараты РТА-80 и F-1100, F-2000. Все эти аппараты в большинстве случаев являются полностью автоматизированными и рассчитаны на две скорости передачи: 50 и 100 Бод.
В настоящее время, исходя из принятой МПС России Концепции создания сети связи МПС России с интеграцией услуг, разрабатываются предложения по интеграции документальной телеграфной связи в цифровую мультисервисную сеть МПС России. Разрабатывается программно-технический комплекс почтово-телеграфной связи, коммуникационные серверы и автономные телеграфные и СОМ-принтеры, базирующиеся на современной технологии IP-сетей передачи данных. Введено новое понятие для телеграфной сети связи МПС России — IP-телеграфия. Терминалом такой сети является телеграфный принтер.
Телеграфный принтер ТГА-1 предназначен для автономного приема и печати информации, получаемой с телеграфной линии. Может использоваться в локомотивных и вагонных депо, технических конторах связи, дистанциях сигнализации и связи. Является оптимальным решением при замене устаревших принтеров F-1213 зарубежного производства. Скорости телеграфирования 50, 75, 100, 200 Бод. Принтер обеспечивает автоматический прием и сохранение текста последней принятой телеграммы в оперативной памяти устройства, дает возможность печати любого числа копий телеграммы в фоновом режиме одновременно с приемом новой телеграммы.
Телеграфный принтер ТГА-1М отличается от модели ТГА-1 наличием функциональной клавиатуры, а также энергонезависимой памяти для сохранения текста телеграмм.
Автоматическая телеграфная сеть МПС построена с применением автоматических телеграфных коммутационных станций (АКТС), установленных в МПС, а также при управлениях, отделениях дорог и на отдельных станциях (рис. 17.4).
Основная задача, выполняемая АКТС, заключается в установлении временного, на период передачи телеграфных сообщений, соединения между двумя телеграфными аппаратами Т, установленными в различных оконечных пунктах (ОП) телеграфной сети. Такими пунктами могут быть станции, депо, станционные технологические центры, сортировочные горки, грузовые районы и т.д.
Соединение между телеграфными аппаратами может быть установлено как через одну, так и через большее число АКТС. Например, телеграфная связь между одним из пунктов, находящимся на территории НОД 1, и другим пунктом, находящимся на территории НОД2, будет устанавливаться через АКТС НОД1, АКТС управления дороги и АКТС НОД2. Аппараты включаются в АКТС по абонентским линиям АЛ, а сами станции соединяются между собой каналами тонального телеграфирования ТТ. При помощи развитой телеграфной сети любой пункт, включенный в эту сеть МПС, может быть соединен с любым другим пунктом этой сети для передачи различных сообщений.
Станции АКТС, используемые на телеграфной сети МПС, построены с использованием координатных и электронных систем. Принцип построения АКТС координатной системы рассмотрен по упрощенной схеме, приведенной на рис. 17.5.
Оконечные пункты ОП через абонентские линии АЛ подключаются к абонентским панелям АП, которые являются индивидуальными устройствами для каждого такого пункта. Панели АП предназначены для трансляции управляющих сигналов и сигналов кодовых комбинаций от ОП к коммутационной станции и обратно. Число АП равно числу абонентских линий (в рассматриваемом примере 20). Соединение АП между собой осуществляется через шнуровые комплекты ШК, число которых значительно меньше числа панелей, установленных на данной АКТС (на рис. 17.5 на 20 АП приходится 6 ШК). Возможность подключения большего числа АП к меньшему числу ШК обеспечивается с помощью ступени абонентского искания, состоящей из коммутационного блока АИ и маркера абонентского искания МАИ. Коммутационный блок АИ содержит многократные координатные соединители (МКС), с помощью которых входы коммутационного блока, к которым подключены АП, соединяются с выходами, к которым подключены шнуровые комплекты. Коммутационный блок АИ условно изображен на схеме в виде трапеции, большее основание которой обращено в сторону большего числа включаемых приборов (АП). Процессом соединения в коммутационном блоке АИ управляет МАИ, который осуществляет соединение между входом и выходом блока.
В состав оборудования станции входят также регистры Р для приема, пересчета и запоминания импульсов набора номера, поступающих с вызывающего оконечного пункта. Регистры Р используются только во время установления соединения между пунктами, поэтому их число всегда меньше числа АП (на рис. 17.5 два регистра). Для подключения меньшего числа регистров к большему числу АП используется ступень регистрового искания, состоящая из блока регистрового искания РИ. На рис. 17.5 штриховыми линиями показаны соединения, образующиеся только в процессе работы приборов станции на время установления соединения между ОП. Сплошными линиями показаны постоянные соединения между приборами станции, устанавливаемые при ее монтаже. Подключившись к вызывающей АП, регистр посылает в вызывной прибор ОП сигнал ответа станции о готовности приборов АКТС к приему импульсов набора номера вызываемого пункта, в результате этого на вызывном приборе ОП загорается сигнальная лампа разрешения набора номера. Телеграфист пункта ОП набирает номер. Принимая одну за другой серии импульсов номера, регистр Р1 запоминает их. После приема последней цифры номера регистр Р1 занимает МАИ (соединение 2) и передает в его схему сигналы, характеризующие цифры набранного номера. Маркер МАИ, получив информацию о номере вызываемого ОП, производит пробу шнуровых комплектов ШК (соединение 3) и выбирает один из свободных, например ШК6. Управляя электромагнитами МКС блока АИ, МАИ обеспечивает соединение выбранного ШК с абонентской панелью вызываемого ОП (соединения 4 и 5). При установлении соединения через АИ шнуровой комплект выбирается в процессе свободного искания, а вызываемая АП для подключения к ней ШК — в процессе вынужденного искания. Свободным называется искание, совершаемое маркером независимо от цифр номера, поступающих от вызывающего абонента. Вынужденное искание, совершаемое маркером, зависит от цифр номера, поступающих на АКТС от вызывающего абонента.
После соединения с вызываемой АП ШК (соединение 6) проверяет состояние этой АП, т.е. определяет, не занята ли данная панель другим, ранее установленным соединением. Если АП свободна, то МАИ, управляя приборами блока АИ, осуществляет подключение вызывающей АП к выбранному ШК (соединения 7 и 8). После подключения ШК к вызываемой и вызывающей АП регистр Р1 и МАИ освобождаются. При этом нарушаются соединения 7—6 и 7. Таким образом, через АКТС устанавливается соединение между двумя ОП через блок АИ и ШК6 (соединения 6 и 8). На оконечных пунктах автоматически включаются телеграфные аппараты, а на вызывных приборах загораются лампы, сигнализирующие об установлении соединения. После этого происходит обмен телеграфными сообщениями между ОП с помощью телеграфных аппаратов. Во время передачи телеграмм шнуровой комплект осуществляет контроль за состоянием абонентских панелей, подключенных к данному ШК.
После окончания передачи сообщений на ВП одного из ОП нажимают кнопку отбоя, в результате чего в блоке АИ нарушаются соединения 6 и 8. Разъединение установленного соединения может быть осуществлено с любого ОП, так как в телеграфных коммутационных станциях используется принцип полного одностороннего отбоя.
Через блок абонентского искания (АИ) может быть установлено соединение с другими АКТС. Для этого в блок АИ включаются каналы ТТ, через которые устанавливаются соединения между станциями. Каналы ТТ подключаются к АИ через переходные устройства ПУ, предназначенные для связи оборудования коммутационной станции с каналами ТТ.
При передаче сообщения по телеграфным каналам каждый абонент имеет свой номер, однозначно идентифицирующий его в телеграфной сети. В рамках новой цифровой сети, базирующейся на протоколе TCP/IP (протокол управления передачей) таким номером является постоянный IP-адрес подключенного к сети устройства, например, компьютера телеграфного цеха отделения дороги. Таким образом, если компьютер, на котором установлен специальный программно-технический комплекс почтово-телеграфной связи, физически подключен одновременно и к телеграфной сети, и к локальной сети учреждения, имеющей выход на цифровую сеть МПС, то обмен информацией может производиться как по телеграфному каналу, так и через цифровую сеть.