Стандартные форматы телемеханических систем

Наиболее уязвимым звеном передачи информации является линия связи, уровень помех, воздействующих на нее, трудно изменить. Помеха в общем случае может исказить сигнал, в результате приемник информации получит сообщение с ошибкой l’(t) ≠ l(t). Для оценки достоверности информации наиболее часто выбирается вероятность ложного приема Р_{Л ПР}.

Все телемеханические каналы связи разделяются по достоверности на три класса: I1, I2, I3, параметры этих классов приведены в табл. 6. Вероятность ложного приема P_Л.ПР рассчитывается для канала связи среднего качества (вероятности искажения одного бита в канале связи p₀ = 10^-4). Максимальное значение вероятности ложного приема P_{Л.ПР max} определено для канала, в котором действует только случайная помеха p₀ = 1/2.

Таблица 6

Классы достоверности систем передачи информации

Международная электротехническая комиссия разработала ряд стандартных форматов для телемеханики. Эти форматы характеризируются значениями вероятностей нераспознанных ошибок. Структура форматов приведена на рис. 6.

Рис. 6. Схема рекомендуемых форматов телемеханики

Формат FT1.1. Формат представляет собой последовательности бит, сгруппированные в кодовые слова. Эти группировки часто называют байтами или символами. Каждое слово содержит данные, обрамленные служебными битами. В формате FT1.1 используются служебные биты: до данных – стартовый бит («0»), после данных – бит проверки на четность p и стоповый бит («1»). Для кодирования данных выделяется 8 бит.

Слова передаются без пауз между ними, то есть блоками. Такой блок называется кодовым предложением или кадром (фреймом). Число слов в кадре для формата FT1.1 не должно превышать 127. Если необходимо передать сообщение больше, чем 127 байт, то оно разбивается на несколько кадров.

В формате FT1.1 можно передавать как постоянное, так и переменное число слов. При передаче блока с переменным числом слов необходимо указывать их количество.

Кодовый формат FT1.1 считается принятым правильно, если все его структурные особенности сохранены. Проверяется наличие стартового и стоповых бит, а также соблюдение правила четности. При нарушении хотя бы одного из признаков в одном из слов весь кадр бракуется.

Формат FT1.1 используется в малоответственных системах передачи информации (например, в циклических системах телеизмерения).

Формат FT1.2 состоит нескольких слов с данными (не более 255) и служебного слова в конце кадра. Каждое информационное слово имеет такую же структуру, как и в формате FT1.1. В служебном слове записывается контрольная сумма. Контрольная сумма определяется путем арифметического поразрядного суммирования всех слов с данными по модулю 256 и инвертированием полученного результата. ГОСТ Р МЭК 870-101-2001 допускает использование блоков только формата F1.2.

В формате FT2 каждое слово имеет только 8 информационных бит. Контрольный байт формируется по законам циклического кода как остаток от деления информационной части блока на образующий полином седьмой степени P(x) = x⁷ + x⁶ + x⁵ + x² + 1 расширенный восьмым битом защиты по четности всего блока с инверсией всех восьми контрольных бит. Минимальное кодовое расстояние d_min = 3 обеспечено за счет циклического кода, бит защиты по паритету увеличивает его до d_min = 4. Данный формат используются обычно для передачи информации от объектов сигнализации.

Формат FT3 строится по тем же принципам, что и FT2 с использованием более мощного образующего полинома P(x) = x16 + x13 + x12 + x11 + x10 + x8 + x6 + x5 + x2 + 1. Минимальное кодовое расстояние увеличивается до шести d_min = 6.

На рис. 7 приведены вероятности нераспознанных ошибок для рассмотренных форматов и классов достоверности.

Рис. 7. Классы достоверности и стандартные форматы телемеханики