графный аппарат с проводом. Каждому аппарату провод предоставлялся периодически на короткое время - пока щетка скользила по ламели.

Очевидно, связать передающий и приемный аппараты друг с другом можно только тогда, когда щетки обоих распределителей одновременно пройдут по ламелям, принадлежащим этим аппаратам. Чтобы не путаться, аппараты на передаче и приеме подключают к идентичным ламелям.

Главное здесь - вращение щеток распределителей с одной и той же скоростью. Начинать свое вращение они должны, конечно же, с одинаковых положений, например с первых ламелей. Если не выполнить последнее и, скажем, заставить передающую щетку начать движение с первой ламели, а приемную щетку - со второй, то аппарат 1 на передающей станции окажется связанным с аппаратом 2 на приемной станции, передающий аппарат 2-е приемным аппаратом 3 и т.д.

Вращение щеток с одной и той же скоростью называется синхронным (от греческого cruyxpovo - одновременный), а при совпадении их начальных положений еще и синфазным.

Обратите внимание, скорость передачи двоичных цифр в телеграфном проводе возросла, она стала больше той, которая имела бы место при подключении к проводу только одного передатчика и одного приемника (в примере на рис. 5.1 - в 4 раза).

Сколько телеграфных аппаратов можно подключить таким способом к одному проводу или, иными словами, до какой степени можно укорачивать передаваемые импульсы? Это определяется несколькими факторами. Прежде всего тем, какой длительности импульсы способно зарегистрировать приемное устройство. Во времена Ж. Бодо в приемниках телеграфных аппаратов использовались электромагниты. Ясно, что эти электромеханические приборы не могли фиксировать очень короткие импульсы, поэтому к проводу нельзя было подключать более 5...9 телеграфных аппаратов. Скорость передачи двоичных цифр в линии была невысока - 75...100 бит/с. Вот и успевали за минуту передать лишь 800...1200 букв или других знаков. Современные же электронные устройства регистрации умеют ловить чрезвычайно короткие импульсы, например такие, которые образуются при скоростях в сотни мегабит в секунду.

Кроме того, для распространения по линии очень коротких импульсов (а это значит - передача высокоскоростная) она должна быть широкополосной, скажем, такой, как спутниковая или оптическая. Наконец, когда с линией соединено очень много аппаратов, механические распределители не будут успевать обслуживать их. Нужны бьютро-действующие электронные щетки . Вернемся теперь к принципу объединения цифровых потоков. Он достаточно прост: сначала пере-

дается бит одного потока, затем следующего потока и так до тех пор, пока не будут пропущены в линию по одному биту каждого потока. Затем все повторяется сначала. Этот принцип уместно назвать чередованием битов.

Мультиплексирование первичных цифровых потоков. Ж. Бодо организовал для каждой пары телеграфных аппаратов свой канал связи. На рис. 5.1 таких каналов четыре. Канал не существует постоянно: связь между аппаратами периодически прерывается. Канал возникает только в строго определенные, отведенные для данной пары аппаратов, промежутки времени, которые так и называют канальные .

Попробуем реализовать идею Ж. Бодо - передачу по одной линии связи потоков цифр от нескольких телеграфных аппаратов - на основе современных технических средств (рис. 5.2).

Прежде всего для организации каналов нам потребуются электронные щетки , которые будут подключать по очереди телеграфные аппараты к линии. Подобные устройства выпускаются промышленностью, и мы можем воспользоваться готовыми изделиями. Это -мультиплексоры. Выполняются они в виде микросхем, а их функции -как раз те, что заложены в механических распределениях Бодо: подключать то или иное из соединенных с его входами устройств к общему выходу. Поэтому в корпусе микросхемы предусмотрены ножки, которые являются входными шинами (в зависимости от типа микросхемы число этих ножек может быть разным), и одна ножка - выходная шина.

Но иметь мультиплексоры - еще полдела. Образно говоря, они подобны помещению с несколькими входными дверями и одной вы-

Каналы

3+5В

Светодиод

Фотодиод

5+5В

Каналы

Мульти- плексор

Демульти-плексор

Генератор тактовых импульсов

Генератор тактовых импульсов

Рис. 5.2. Мультиплексирование четырех цифровых потоков

3-3719

ходной. Кто-то еще должен открывать двери. В распределителе Бодо эту миссию брал на себя мотор - он вел щетку по ламелям. В мультиплексоре этим занимаются специальные управляющие импульсы. Они-то и приоткрывают на миг каждую его входную дверь , пропуская томящийся за ней импульс.

Система управления мультиплексором заслуживает того, чтобы немного на ней задержаться. Для подачи управляющих импульсов в корпусе микросхемы предусмотрены дополнительные ножки. Управление дверями осуществляется двоичным кодом, и для каждого разряда нужна своя ножка.

Представьте, что мультиплексор имеет четыре входа. Тогда для перебора всех входов достаточно использовать 2-разрядный двоичный код, дающий четыре комбинации цифр: 00, 01, 10, 11, и, значит, для организации управляющих шин в корпусе нужны всего две дополнительные ножки - по числу разрядов. Соединение аппаратов с линией происходит по очень простому правилу. На управляющих шинах комбинация 00 - к выходу мультиплексора подключен его первый вход, комбинация 01 - подключен только второй вход, комбинация сменилась на 10 - только третий вход и, наконец, при комбинации 11 - подключен только четвертый вход. Если входов не четыре, а восемь, для управления достаточно иметь три двоичных разряда, в случае 16 входов - четыре разряда, а для 32 входов -всего пять разрядов.

Промышленностью выпускаются самые разнообразные двоичные счетчики. Все они умеют считать двоичные числа: одни - от О до 3, другие - от О до 7, третьи - от О до 15 и т.д. Счетчик называет следующую цифру только при получении разрешения. Это делает еще одна, третья по счету, микросхема - тактовый генератор, который такт за тактом выдает один за одним импульсы, разрешающие счет.

Электронные щетки на приемной станции не отличаются от своих собратьев, работающих на передачу : они аналогичным путем подключают линию поочередно к приемным аппаратам. Только называют их демультиплексором, подчеркивая приставкой де обратную по сравнению с мультиплексором функцию: не аппараты - к линии, а линию - к аппаратам. В качестве линии связи выберем самую современную - одно из волокон в оптическом кабеле связи. Ввести в него луч света проще всего с помощью светодиода, а управлять его светопотоком будут сами передаваемые импульсы: есть импульс на выходе мультиплексора - светодиод излучает свет, нет импульса - и светодиод молчит . Проект готов - с помощью современного оборудования организовано четыре канала для передачи цифровых потоков между телеграфными аппаратами.