02 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ),第二章,1,主要內(nèi)容：,第一節(jié) 總線的基本概念與操作,,第二節(jié) 通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介,,第三節(jié),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸介質(zhì),,第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),,第五節(jié) 通信參考模型,,第六節(jié) 差錯(cuò)控制,,第七節(jié) 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò),2,,第一節(jié) 總線的基本概念與操作,一、總線的基本術(shù)語(yǔ),,（,1,）總線與總線段,(bus segment),,從廣義說(shuō)，,總線,就是傳輸信號(hào)或信息的公共路徑，是遵循同一技術(shù)規(guī)范的連接與操作方式一組設(shè)備通過(guò)總線連在一起稱(chēng)為“,總線段,”可以通過(guò)總線段相互連接把多個(gè)總線段連接成一個(gè),網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),3,,（,2,）總線主設(shè)備,,可在總線上發(fā)起信息傳輸?shù)脑O(shè)備叫做“,總線主設(shè)備,”,(bus master),，又稱(chēng)命令者3,）總線從主設(shè)備,,不能在總線上主動(dòng)發(fā)起通信、只能掛接在總線上、對(duì)總線信息進(jìn)行接收查詢(xún)的設(shè)備稱(chēng)為,總線從設(shè)備,(bus slaver),，也稱(chēng)基本設(shè)備在總線上可能有多個(gè)主設(shè)備，某一設(shè)備既可以是主設(shè)備，也可以是從設(shè)備，但不能同時(shí)既是主設(shè)備又是從設(shè)備4,,（,4,）控制信號(hào)（三種類(lèi)型）,,（,a,）,控制連在總線上的設(shè)備,，讓它進(jìn)行所規(guī)定的操作，如設(shè)備清零、初始化、啟動(dòng)和停止等。

b,）用于,改變總線操作的方式,，如改變數(shù)據(jù)流的方向，選擇數(shù)據(jù)字段的寬度和字節(jié)等c,）,表明地址和數(shù)據(jù)的含義,，如對(duì)于地址，可用于指定某一地址空間，或表示出現(xiàn)了廣播操作；對(duì)于數(shù)據(jù)，可用于指定它能否轉(zhuǎn)譯成輔助地址或命令5,）總線協(xié)議,,管理主、從設(shè)備使用總線的一套規(guī)則稱(chēng)為“,總線協(xié)議,”,(bus protocol),這是一套事先規(guī)定的、必須共同遵守的規(guī)約5,,二、總線操作的基本內(nèi)容,,（,1,）總線操作,,總線上命令者與響應(yīng)者之間的連結(jié),→,數(shù)據(jù)傳送,→,脫開(kāi)這一操作序列稱(chēng)為一次總線“交易”,(transaction),，或者叫做一次,總線操作,脫開(kāi)”,(disconnect),是指完成數(shù)據(jù)傳送操作以后，命令者斷開(kāi)與響應(yīng)者的連接6,,（,2,）總線傳送,,“,讀,”,(read),數(shù)據(jù)操作是讀來(lái)自響應(yīng)者的數(shù)據(jù)；“,寫(xiě),”,(write),數(shù)據(jù)操作是向響應(yīng)者寫(xiě)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作都需要在命令者和響應(yīng)者之間傳遞數(shù)據(jù)3,）通信請(qǐng)求,,通信請(qǐng)求,是由總線上某一設(shè)備向另一設(shè)備發(fā)出的請(qǐng)求信號(hào)，要求后者給予注意并進(jìn)行某種服務(wù)它們有可能要求傳送數(shù)據(jù)，也有可能要求完成某種動(dòng)作7,,（,4,）尋址,,尋址,過(guò)程是命令者與一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備建立起聯(lián)系的一種總線操作。

通常有以下三種尋址方式,:,,（,a,）物理尋址 用于選擇某一總線段上某一特定位置的從設(shè)備作為響應(yīng)者b,）邏輯尋址 用于指定存儲(chǔ)單元的某一個(gè)通用區(qū)，而并不顧及這些存儲(chǔ)單元在設(shè)備中的物理分布c,）廣播尋址 廣播尋址用于選擇多個(gè)響應(yīng)者8,,（,5,）總線仲裁,,總線在傳送信息的操作過(guò)程中有可能會(huì)發(fā)生“,沖突,”,(contention),為解決這種沖突，就需進(jìn)行總線占有權(quán)的“,仲裁,”（,arbitration),總線仲裁,是用于裁決哪一個(gè)主設(shè)備是下一個(gè)占有總線的設(shè)備總線仲裁操作和數(shù)據(jù)傳送操作是完全分開(kāi)且并行工作的，因此總線占有權(quán)的交接過(guò)程不會(huì)耽誤總線操作9,,（,6,）總線定時(shí),,總線操作用“,定時(shí),”,(timing),信號(hào)進(jìn)行同步定時(shí)信號(hào)用于指明總線上的數(shù)據(jù)和地址在什么時(shí)刻是有效的定時(shí)信號(hào)有,異步,和,同步,兩種7,）出錯(cuò)檢測(cè),,在總線上傳送信息時(shí)會(huì)因噪聲和干擾而出錯(cuò)，因此在高性能的總線中一般設(shè)有出錯(cuò)碼產(chǎn)生和校驗(yàn)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)傳送過(guò)程的,出錯(cuò)檢測(cè),10,,（,8,）容錯(cuò),,設(shè)備在總線上傳送信息出錯(cuò)時(shí)，如何減少故障對(duì)系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的重配置能力是十分重要的故障對(duì)分布式仲裁的影響就比菊花鏈?zhǔn)街俨眯　?/p>

后者在設(shè)備出故障時(shí)，會(huì)直接影響它后面設(shè)備的工作總線系統(tǒng)應(yīng)能支持軟件利用一些新技術(shù)，如動(dòng)態(tài)重新分配地址，把故障隔離開(kāi)來(lái)，關(guān)閉或更換故障單元11,,一、通信系統(tǒng)的組成第二節(jié) 通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介,12,,1.,信息源和接收者,,信息源和接收者是信息的,產(chǎn)生者,和,使用者,在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)?信息,是數(shù)據(jù)，是數(shù)字化了的信息這些信息可能是原始數(shù)據(jù)，也可能是經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的結(jié)果，還可能是某些指令或標(biāo)志信息源可根據(jù)輸出信號(hào)的性質(zhì)不同分為,模擬信息源,和,離散信息源,13,,2.,發(fā)送設(shè)備,,發(fā)送設(shè)備的,基本功能,是將信息源和傳輸媒介匹配起來(lái)，即將信息源產(chǎn)生的消息信號(hào)經(jīng)過(guò),編碼,，并變換為便于傳送的信號(hào)形式，送往傳輸媒介信,源,編碼：把連續(xù)消息變換為數(shù)字信號(hào)；,,信,道,編碼：使數(shù)字信號(hào)與傳輸介質(zhì)匹配，提高傳輸?shù)目煽啃曰蛴行园l(fā)送設(shè)備還要包括為達(dá)到某些特殊要求所進(jìn)行的,各種處理,，如多路復(fù)用、保密處理、糾錯(cuò)編碼處理等14,,3.,傳輸介質(zhì),,傳輸介質(zhì),指發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號(hào)傳遞所經(jīng)媒介它可以是無(wú)線的，也可以是有線的,(,包括光纖,),有線和無(wú)線均有多種傳輸媒介，如電磁波、紅外線為,無(wú)線,傳輸介質(zhì)，各種電纜、光纜、雙絞線等為,有線,傳輸介質(zhì)。

介質(zhì)在傳輸過(guò)程中必然會(huì)引入某些,干擾,，如熱噪聲、脈沖干擾、衰減等媒介的固有特性和干擾特性直接關(guān)系到變換方式的,選取,15,,4.接收設(shè)備,,接收設(shè)備的,基本功能,是完成發(fā)送設(shè)備的,反變換,，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解密等它的任務(wù)是從帶有干擾的信號(hào)中正確恢復(fù)出原始信息來(lái)，對(duì)于多路復(fù)用信號(hào)，還包括解除多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)正確分路以上所述是,單向通信系統(tǒng),，但在大多數(shù)場(chǎng)合下，信源兼為收信者，通信的雙方需要隨時(shí)交流信息，因此,要求雙向通信,16,,二、數(shù)據(jù)通信原理,,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信任務(wù)就是傳送數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)化的信息這些數(shù)據(jù)通常以離散的二進(jìn)制,0,、,1,序列的方式表示碼元,,二元碼,,模擬數(shù)據(jù)編碼,,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼,17,,（一）傳輸方式,,,通信方式按照信息的,傳輸方向,分為 ：,,(1),單工,(,simplex),方式 信息只能沿單方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q(chēng)為單工方式；2),半雙工,(,Half duplex),方式 信息可以沿著兩個(gè)方向傳輸，但在某一時(shí)刻只能沿一個(gè)方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q(chēng)為半雙工方式；,,(3),全雙工,(,Full duplex),方式 信息可以同時(shí)沿著兩個(gè)方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q(chēng)為全雙工方式。

18,,單工、半雙工和全雙工通信方式,,19,,（二）傳輸模式,,基帶傳輸,、,載波（帶）傳輸與寬帶傳輸,,,異步傳輸與同步傳輸,,串行傳輸與并行傳輸,20,,基帶傳輸,,,基帶傳輸是指在基本不改變數(shù)據(jù)信號(hào)頻率的情況下，在數(shù)字通信中直接傳送數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)，即按數(shù)據(jù)波的原樣進(jìn)行傳輸，,不采用任何調(diào)制措施,它是目前廣泛應(yīng)用的最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式局域網(wǎng)、控制局域網(wǎng),21,,載波（帶）傳輸,,載波傳輸是先用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波,進(jìn)行調(diào)制,，然后進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ阶罨镜恼{(diào)制方式有幅值鍵控 (,ASK)，,頻移鍵控 (,FSK),和相移鍵控 (,PSK)3,種在載波傳輸中，發(fā)送設(shè)備首先要產(chǎn)生某個(gè)頻率的信號(hào)作為基波來(lái)承載信息信號(hào)，這個(gè)基波就稱(chēng)為,載波信號(hào),，基波頻率就稱(chēng)為載波頻率；然后按幅值鍵控、頻移鍵控、相移鍵控等不同方式改變載波信號(hào)的幅值、頻率、相位，形成調(diào)制信號(hào)后發(fā)送22,,寬帶傳輸,,,由于基帶網(wǎng)不適于傳輸語(yǔ)言、圖像等信息，隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)、文字、語(yǔ)音、圖像等多種信號(hào)的任務(wù)愈來(lái)愈重，因此提出了,寬帶傳輸,的要求寬帶傳輸與基帶傳輸?shù)闹饕?區(qū)別,:一是數(shù)據(jù)傳輸速率不同，基帶網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為0~,l0Mbit/s，,寬帶網(wǎng)可達(dá)0~40,0Mbit/s,；二是寬帶網(wǎng)可劃分為多條基帶信道，能提供良,好的通信路徑。

一般寬帶局域網(wǎng)可與有線電視系統(tǒng),共建,，以節(jié)省投資23,,異步傳輸與同步傳輸,,在,異步傳輸,中，信息以字符為單位進(jìn)行傳輸，每個(gè)信息字符都具有自己的起始位與停止位，一個(gè)字符的各個(gè)位是同步的，但字符與字符之間的時(shí)間間隔是不確定的在,同步傳輸,中，信息不是以字符而是以數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)中有專(zhuān)門(mén)用來(lái)使發(fā)送裝置和接收裝置保持同步的時(shí)鐘脈沖，使兩者以同一頻率連續(xù)工作，并且保持一定的相位關(guān)系在這一組數(shù)據(jù)或一個(gè)報(bào)文之內(nèi)不需要啟停標(biāo)志，所以可以獲得較高的傳輸速度24,,串行傳輸與并行傳輸,,串行傳輸,是把構(gòu)成數(shù)據(jù)的各個(gè)二進(jìn)制位依次在信道上進(jìn)行傳輸?shù)姆绞剑?并行傳輸,是把構(gòu)成數(shù)據(jù)的各個(gè)二進(jìn)制位同時(shí)在信道上進(jìn)行傳輸?shù)姆绞皆诜稚⒖刂葡到y(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)幾乎全部采用串行傳輸方式，因此本章主要討論串行通信方式25,,（三）二進(jìn)制表示方法,,1．基帶傳輸中數(shù)據(jù)的表示方法,,(1)信息傳輸有,平衡傳輸和非平衡傳輸,2)根據(jù)對(duì)零電平的關(guān)系，信息傳輸可以分為,歸零傳輸和不歸零傳輸,3)根據(jù)信號(hào)的極性，信息傳輸分為,單極性傳輸和雙極性傳輸,單極性碼,,雙極性碼,26,,常用的數(shù)據(jù)表示方法,:,,1)平衡、歸零、雙極性,,2)平衡、歸零、單極性,,3)平衡、不歸零、單極性,,4)非平衡、歸零、雙極性,,5)非平衡、歸零、單極性,,6)非平衡、不歸零、單極性,27,,數(shù)據(jù)表示方法,,28,,2,.,載帶傳輸中的數(shù)據(jù)表示方法,,(1),調(diào)幅方式,AM(Amplitude Modulation),又稱(chēng)為幅移鍵控法,ASK(Amplitude-Shift Keying),,(2),調(diào)頻方式,FM(Frequency Modulation),又稱(chēng)為頻移鍵控法,FSK(Frequency-Shift Keying),,(3),調(diào)相方式,PM(Phase Modulation),又稱(chēng)為相移鍵控法,PSK(Phase-Shift Keying),29,,,數(shù)據(jù)調(diào)制方式,,（,a）,調(diào)幅 （,b）,調(diào)頻 （,c）,調(diào)相,30,,三、數(shù)據(jù)交換方式,31,,一、通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),,在分布控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型、環(huán)型和總線型。

a),星形結(jié)構(gòu)； (,b),環(huán)型結(jié)構(gòu)； (,c),總線型結(jié)構(gòu),,第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸介質(zhì),32,,星型結(jié)構(gòu),,在星型結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過(guò)一條鏈路連接到一個(gè),中央節(jié)點(diǎn),上去任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信都要經(jīng)過(guò)中央節(jié)點(diǎn)中央節(jié)點(diǎn)有一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置來(lái)接通兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信路徑因此，中央節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造是比較復(fù)雜的，一旦發(fā)生故障，整個(gè)通信系統(tǒng)就要癱瘓因此，這種,系統(tǒng)的可靠性是比較低,的，在分散控制系統(tǒng)中應(yīng)用得較少33,,環(huán)型結(jié)構(gòu),,在環(huán)型結(jié)構(gòu)中，所有的節(jié)點(diǎn)通過(guò)鏈路組成一個(gè),環(huán)形,需要發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)將信息送到環(huán)上，信息在環(huán)上只能按某一確定的方向傳輸當(dāng)信息到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)識(shí)別信息中的目的地址與自己的地址相同，就將信息取出，并加上確認(rèn)標(biāo)記，以便由發(fā)送節(jié)點(diǎn)清除34,,總線型結(jié)構(gòu),,所有的站都通過(guò)相應(yīng)的硬件接口直接接到總線上由于所有的節(jié)點(diǎn)都,共享,一條公用的傳輸線路，所以,每次只能由一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,，信息由發(fā)送它的節(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)又稱(chēng)為廣播式網(wǎng)絡(luò)某節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息之前，必須保證總線上沒(méi)有其他信息正在傳輸當(dāng)這一條件滿(mǎn)足時(shí)，它才能把信息送上總線35,,二、,網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì),,網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，實(shí)際傳送信息的,載體,。

網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有電話(huà)線、同軸電纜、雙絞線、光導(dǎo)纖維、無(wú)線與衛(wèi)星通信1）,物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述,,2）,傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號(hào)以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍,,3）連通特性：允許點(diǎn),—,點(diǎn)或多點(diǎn)連接,,4）,地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離,,5）,抗干擾性：,傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對(duì)傳輸數(shù)據(jù)影響的能力,36,,1.,雙絞線,的主要特性：,,(1)物理特性,,雙絞線由按規(guī)則,螺旋結(jié)構(gòu),排列的2根絕緣線組成一對(duì)線可以作為一條通信線路,，各個(gè)線對(duì)螺旋排列的目的是使各線對(duì)之間的電磁干擾最小2)傳輸特性,,雙絞線最普遍的應(yīng)用是語(yǔ)音信號(hào)的模擬傳輸在一條雙絞線上使用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以進(jìn)行多個(gè)音頻通道的多路復(fù)用數(shù)據(jù),傳輸速率,可達(dá)960,0bit,，24條音頻通道總的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)23,0Kbit37,,(3)連通特性,,,用于點(diǎn),-點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接4)地理范圍,,,雙絞線用作遠(yuǎn)程中繼線時(shí)，最大距離可達(dá)15,km,；用于,l0Mbit/s,局域網(wǎng)時(shí)，與集線器的距離最大為,1,00m,5),抗干擾性,,,雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相鄰線對(duì)的扭曲長(zhǎng)度及適當(dāng)?shù)钠帘巍?/p>

在,低頻傳輸時(shí)，其抗干擾能力相當(dāng)于同軸電纜,在10,-100kHz,時(shí)，其抗干擾能力低于同軸電纜38,,2,.,同軸電纜,的主要特性：,,(1)物理特性,,它由內(nèi)導(dǎo)體、外屏蔽層、絕緣層及外部保護(hù)層,組成,同軸介質(zhì)的特性參數(shù)由內(nèi)、外導(dǎo)體及絕緣層的電參數(shù)和機(jī)械尺寸決定2)傳輸特性,,根據(jù)同軸電纜通頻帶，同軸電纜可以分為,基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜,兩類(lèi)基帶同軸電纜一般僅用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)傳輸寬帶同軸電纜可以使用頻分多路復(fù)用方法39,,(3)連通特性,,同軸電纜支持點(diǎn),-,點(diǎn)連接，也支持多點(diǎn)連接寬帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)千臺(tái)設(shè)備的連接;,,基帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)百臺(tái)設(shè)備的連接4)地理范圍,,,基帶同軸電纜最大距離限制在幾,km,范圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十,km5),抗干擾性,,,同軸電纜的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)40,,3.,光纜,的主要特性：,,光纜是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中性能最好的一種1)物理特性,,光纖是一種直徑為,10-100μm,的柔軟、能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，各種玻璃和塑料可以用來(lái)制造光纖，其中用,超高純度石英玻璃纖維,制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗在折射率較高的單根光纖外面用折射率較低的包層包裹起來(lái)，就可以構(gòu)成一條光纖通道，,多條光纖組成一束就構(gòu)成光纖電纜,。

41,,(2)傳輸特性,,,光纖通過(guò)內(nèi)部的,全反射來(lái)傳輸,一束經(jīng)過(guò)編碼的光信號(hào)它的內(nèi)芯是由二氧化硅拉制成的光導(dǎo)纖維，外面敷有一層玻璃或聚丙烯材料制成的覆層，內(nèi)芯和覆層的折射率不同，以一定角度進(jìn)入內(nèi)芯的光線能夠通過(guò)覆層折射前進(jìn)光纖傳輸分為,單模與多模,兩類(lèi)所謂單模光纖是指光纖的光信號(hào)僅與光纖軸成,單個(gè)可分辨角度,的單光纖傳輸而多模光纖的光信號(hào)與光纖軸成,多個(gè)可分辨角度,的多光纖傳輸單模光纖性能優(yōu)于多模光纖光纖是一種很有前途的傳輸介質(zhì)，其,主要缺點(diǎn),是分支比較困難42,,(3)連通特性,,光纖最普遍的連接方法是點(diǎn),-,點(diǎn)方式，在某些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中也可采用多點(diǎn)連接方式4)地理范圍,,光纖,信號(hào)衰減極小,，它,可以在6,-8km,距離內(nèi)不使用中繼器，實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸5)抗干擾性,,光纖不受外界電磁干擾與噪聲的影響，能在長(zhǎng)距離、高速度傳輸中保持低誤碼率光纖傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好43,,第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),一、基本概念,,,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),是,將分布在不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來(lái)，構(gòu)成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)資源共享,相互連接的網(wǎng)絡(luò)可以是,同種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò),，也可以是運(yùn)行,不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異型系統(tǒng),。

44,,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),要求,：,,,不改變,原有,子網(wǎng),內(nèi)的,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信速率、硬件和軟件配置,等，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)使原先不能相互通信和共享資源的網(wǎng)絡(luò)間,有條件實(shí)現(xiàn)相互通信和信息共享,45,,二、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)規(guī)范,,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)必須遵循一定的規(guī)范，,局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì),(,IEEE802,委員會(huì)),，建立了802課題，制定了開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)(,OSI),模型的,物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),46,,三、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和操作系統(tǒng),,局域網(wǎng)操作系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的重要軟件局域網(wǎng)操作系統(tǒng)通過(guò),網(wǎng)卡,驅(qū)動(dòng)程序與網(wǎng)卡通信實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)控制和物理層協(xié)議對(duì)不同傳輸介質(zhì)、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議的異型網(wǎng)，要求,計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),能很好地,解決異型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),的問(wèn)題Netware，Windows NT Server,LAN Manager,都是局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的范例47,,四、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備,,不同層次,采用,不同,的網(wǎng)絡(luò),互聯(lián)設(shè)備,：,,物理層,使用,中繼器,(,Repeater)，,通過(guò)復(fù)制位信號(hào)延伸網(wǎng)段長(zhǎng)度,,數(shù)據(jù)鏈路層,使用,網(wǎng)橋,(,bridge)，,在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀,,網(wǎng)絡(luò)層,使用,路由器,(,Router),在不同網(wǎng)絡(luò)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組信號(hào),,傳輸層及傳輸層以上,，使用,網(wǎng)關(guān),(,gateway),進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供更高層次的接口,48,,中繼器,,中繼器,(,repeater),又稱(chēng),重發(fā)器,。

由于,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間,存在一定的,傳輸距離,，網(wǎng)絡(luò)中攜帶信息的信號(hào)在通過(guò)一個(gè)固定長(zhǎng)度的距離后，會(huì)因,衰減或噪聲干擾,而影響數(shù)據(jù)的,完整性,，影響接收節(jié)點(diǎn)正確的接收和辨認(rèn)，因而經(jīng)常需要運(yùn)用中繼器中繼器接受一個(gè)線路中的報(bào)文信號(hào)，將其進(jìn)行整形放大、重新復(fù)制，并將新生成的復(fù)制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至下一網(wǎng)段或轉(zhuǎn)發(fā)到其他介質(zhì)段49,,中繼器不同于放大器,：,,放大器,從輸人端讀入舊信號(hào)，然后輸出一個(gè)形狀相同、,放大,的新信號(hào)；,,而,中繼器,則不同，它并不是放大信號(hào)，而是,重新生成,它；,,中繼器是一個(gè),再生器,，而不是一個(gè)放大器中繼器放置在傳輸線路上的,位置,是很重要的，中繼器必須放置在,任一位信號(hào)的含義受到噪聲影響之前,50,,網(wǎng)橋,,網(wǎng)橋,是,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來(lái)連接同一類(lèi)型的局域網(wǎng),網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)幀,送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，再送到物理層,，通過(guò)物理傳輸介質(zhì)送到另一個(gè)子網(wǎng)或網(wǎng)段它具有尋址與路徑選擇的功能，在接收到幀之后，要決定正確的路徑將幀送到相應(yīng)的目的站點(diǎn)網(wǎng)橋能夠互聯(lián)兩個(gè)采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸速率、不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò),它要求兩個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同或兼容的協(xié)議51,,網(wǎng)橋比中繼器多一些,智能,。

中繼器不處理報(bào)文，它沒(méi)有理解報(bào)文中任何東西的智能，它們只是簡(jiǎn)單地復(fù)制報(bào)文而網(wǎng)橋有一些簡(jiǎn)單的智能，它可以,知道兩個(gè)相鄰網(wǎng)段的地址,網(wǎng)橋與中繼器的,區(qū)別,在于：,網(wǎng)橋具有使不同網(wǎng)段之間的通信相互隔離的邏輯,，或者說(shuō)網(wǎng)橋是一種聰明的中繼器它,只對(duì)包含預(yù)期接收者網(wǎng)段的信號(hào)包進(jìn)行中繼,這樣，網(wǎng)橋起到了,過(guò)濾信號(hào)包的作用，利用它可以控制網(wǎng)絡(luò)擁塞，同時(shí)隔離出現(xiàn)了問(wèn)題的鏈路,52,,路由器,,路由器,中的路由協(xié)議,工作在網(wǎng)絡(luò)層，在路由器所包含的地址之間，可能存在若干路徑，路由器可以為某次特定的傳輸選擇一條最好的,路徑,路由器如同網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)那樣工作，同時(shí)連接到兩個(gè)或更多的網(wǎng)絡(luò)中，并同時(shí)擁有它們所有的地址路由器從所連接的節(jié)點(diǎn)上接收包，同時(shí)將它們傳送到第二個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)中53,,網(wǎng)關(guān),,網(wǎng)關(guān),又被稱(chēng)為,網(wǎng)間協(xié)議變換器,，用以,實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間、包括使用不同網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián),由于它在技術(shù)上與它所連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的具體協(xié)議有關(guān)，因而用于不同網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)換連接的網(wǎng)關(guān)是不相同的網(wǎng)關(guān)允許在具有不同協(xié)議和報(bào)文組的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間傳輸數(shù)據(jù)在報(bào)文從一個(gè)網(wǎng)段到另一個(gè)網(wǎng)段的傳送中，網(wǎng)關(guān)提供了一種,把報(bào)文重新封裝形成新的報(bào)文組的方式,。

54,,網(wǎng)關(guān)需要完成報(bào)文的,接收、翻譯與發(fā)送,它使用,兩個(gè)微處理器,和兩套各自獨(dú)立的芯片組每個(gè)微處理器都知道自己本地的總線語(yǔ)言，在兩個(gè)微處理器之間設(shè)置一個(gè)基本的,翻譯器,I/O,數(shù)據(jù)通過(guò)微處理器，在網(wǎng)段之間來(lái)回傳遞數(shù)據(jù)在,工業(yè)數(shù)據(jù)通信中,網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用：把一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)送往另一類(lèi)不同協(xié)議或更高一層的網(wǎng)絡(luò)例如，把,ASI,網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)送往,PROFIBUS-DP,網(wǎng)段55,,第五節(jié) 通信參考模型,一、,OSI,參考模型,,為了實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備之間的互聯(lián)操作與數(shù)據(jù)交換，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織,ISO/TC97,于1,978,年建立了 “開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)”分技術(shù)委員會(huì)，起草了,開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型,OSI,(open system interconnection),的建議草案，形成,OSI,參考模型開(kāi)放”并不是指對(duì)特定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具體的互聯(lián)技術(shù)或手段，而是,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)同,一個(gè)系統(tǒng)是開(kāi)放系統(tǒng)，是指它可以與世界上任一遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他系統(tǒng)互聯(lián)通信56,,OSI,參考模型,57,,1.,物理層,,物理層 (,physical layer),涉及到通信在信道上傳輸?shù)?原始比特流,設(shè)計(jì)上必須保證一方發(fā)出二進(jìn)制 “1”時(shí)，另一方收到的也是 “1”而不是 “0”。

典型問(wèn)題,:,（1）,用多少伏特電壓表示 “1”，多少伏特電壓表示 “0”；（2）一個(gè)比特持續(xù)多少微秒；（3）傳輸是否在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行；（4）最初的連接如何建立和完成通信后連接如何終止；（5）網(wǎng)絡(luò)接插件有多少針以及各針的用途主要是處理機(jī)械的、電氣的和過(guò)程的接口，以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問(wèn)題58,,2.,數(shù)據(jù)鏈路層,,數(shù)據(jù)鏈路層 (,data link layer),的主要任務(wù)是,加強(qiáng)物理層傳輸原始比特的功能,，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)為一條無(wú)錯(cuò)線路其主要完成的兩個(gè)功能：,,（1）對(duì)鏈路的使用進(jìn)行控制；,,（2）組成具有確定格式的信息幀59,,介質(zhì)訪問(wèn)控制方式：,,在,總線和環(huán)形,拓?fù)渲?，網(wǎng)上設(shè)備必須,共享傳輸線路,為解決在同一時(shí)間有幾個(gè)設(shè)備同時(shí),爭(zhēng)用傳輸介質(zhì),，需有某種,介質(zhì)訪問(wèn)控制方式,，以便協(xié)調(diào)各設(shè)備訪問(wèn)介質(zhì)的順序，在設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)通信中對(duì)介質(zhì)的訪問(wèn)可以是,隨機(jī)的,，即各工作站可在任何時(shí)刻，任意地點(diǎn)訪問(wèn)介質(zhì)；也可以是,受控的,，即各工作站可用一定的算法調(diào)整各站訪問(wèn)介質(zhì)順序和時(shí)間在,隨機(jī)訪問(wèn)方式中，常用的爭(zhēng)用總線技術(shù)為,CSMA/CD,；,在控制訪問(wèn)方式中則常用令牌總線、令牌環(huán)，或稱(chēng)之為標(biāo)記總線、標(biāo)記環(huán)。

60,,(1),TDMA,(,時(shí)分多路訪問(wèn)法,),,,這種方法,用于總線型網(wǎng)絡(luò),在網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè),總線控制器,，它負(fù)責(zé)把時(shí)鐘脈沖送到網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)有一個(gè)預(yù)先分配好的時(shí)間槽，在給定的時(shí)間槽里它可以發(fā)送信息在某些系統(tǒng)中，時(shí)間槽的分配不是固定不變而是動(dòng)態(tài)進(jìn)行的盡管,這種方法很,簡(jiǎn)單,，,但它不能實(shí)現(xiàn),節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的,快速訪問(wèn),，也不能有效地處理在短時(shí)間內(nèi)涌出的大量信息另外，這種方法需要總線控制器如果不采取一定的冗余控制，總線控制器的故障就會(huì)造成整個(gè)通信系統(tǒng)的癱瘓61,,(2),查詢(xún)法,,,查詢(xún)法既可用于,總線型,網(wǎng)絡(luò)，也可以用于,環(huán)形,網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)法與,TDMA,法一樣，也要有一個(gè),網(wǎng)絡(luò)控制器,網(wǎng)絡(luò)控制器按照一定的次序查詢(xún)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，看,它們是否要求發(fā)送信息如果節(jié)點(diǎn)不需要發(fā)送信息，網(wǎng)絡(luò)控制器就轉(zhuǎn)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)由于不發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)基本上不占用時(shí)間，所以這種方法,比,TDMA,法的通信效率高,然而，它也存在著與,TDMA,方法,同樣的,缺點(diǎn)：訪問(wèn)速度慢、可靠性差等,62,,(3),令牌法,,,令牌法用于,總線型或環(huán)形網(wǎng)絡(luò),令牌,是一個(gè)特定的信息，例如用二進(jìn)制序列,來(lái),表示令牌按照預(yù)先確定的次序，從網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且循環(huán)進(jìn)行。

只有,獲得令牌的節(jié)點(diǎn)才能發(fā)送信息,同前兩種方法相比，令牌法的,最大優(yōu)點(diǎn),在于它不需要網(wǎng)絡(luò)控制器,，因此可靠性比較高這種方法的,主要問(wèn)題,是，某一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障或受到干擾，會(huì)造成令牌丟失所以必須采用一定的措施來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)令牌丟失，并且及時(shí)產(chǎn)生一個(gè)新的令牌，以保證通信系統(tǒng)的正常工作63,,(4),CSMA/CD(,載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)) *,,工作站的發(fā)送是,隨機(jī),的，為盡量避免由于競(jìng)爭(zhēng)引起的沖突，每個(gè)工作站在發(fā)送信息之前，都要監(jiān)聽(tīng)傳輸線上是否有信息在發(fā)送，這就是 ",載波監(jiān)聽(tīng),"載波監(jiān)聽(tīng),CSMA,的控制方案是,先聽(tīng)再講,一個(gè)站要發(fā)送，首先需監(jiān)聽(tīng)總線，以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號(hào)如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送如果介質(zhì)是忙的，則等待,一定間隔,后重試由于傳輸線上不可避免的有,傳輸延遲,，有可能多個(gè)站同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到線上空閑并開(kāi)始發(fā)送，從而導(dǎo)致,沖突,故每個(gè)工作站發(fā)送信息之后，還要繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)線路，判定是否有其他站正與本站同時(shí)向傳輸線發(fā)送一旦發(fā)現(xiàn)，便中止當(dāng)前發(fā)送，這就是 ",沖突檢測(cè),"64,,三種,CSMA,堅(jiān)持退避算法:,,1）,不,堅(jiān)持,CSMA假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。

2）,1,-堅(jiān)持,CSMA假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送;假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步3）,P,-堅(jiān)持,CSMA假如介質(zhì)是空閑的，則以,P,的概率,發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到介質(zhì)空閑，重復(fù),第一步65,,(5),,擴(kuò)展環(huán)形法,,,擴(kuò)展環(huán)形法,僅用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò),當(dāng)采用這種方法時(shí)，準(zhǔn)備發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)不斷監(jiān)視著通過(guò)它的信息流，,一旦發(fā)現(xiàn)信息流通過(guò)完畢，它就把要發(fā)送的信息送上網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)把隨后進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)的信息存入緩沖器,當(dāng)信息發(fā)送完畢之后，再把緩沖器中暫存的信息發(fā)送出去這種方法的,特點(diǎn),是允許環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息，因此提高了通信網(wǎng)絡(luò)的利用率66,,3.網(wǎng)絡(luò)層,,網(wǎng)絡(luò)層(,network layer),協(xié)議主要處理通信網(wǎng)絡(luò)中的,路徑選擇,問(wèn)題，另外還負(fù)責(zé)子網(wǎng)之間的,地址變換,；,,過(guò)多分組，相互阻塞通路,——,擁塞控制,；,,網(wǎng)絡(luò)層設(shè)有,記賬功能,，軟件必須對(duì)每一個(gè)顧客究竟發(fā)送了多少分組、多少字符或多少比特進(jìn)行記數(shù)，以便于生成賬單在廣播網(wǎng)絡(luò)中，選擇路由的問(wèn)題很簡(jiǎn)單，因此網(wǎng)絡(luò)層很弱，甚至不存在67,,4.傳輸層,,傳輸,層(,transport layer),的,基本功能,是,從會(huì)話(huà)層接收數(shù)據(jù)，并且在必要時(shí)把它分成較小的單元，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層,，并確保到達(dá)對(duì)方的各段信息正確無(wú)誤。

會(huì)話(huà)層每請(qǐng)求建立一個(gè)傳輸連接，傳輸層就為其創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的,網(wǎng)絡(luò)連接,如果需要較高的信息吞吐量，傳輸層也可以為之創(chuàng)建多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接最流行的傳輸連接是一條,無(wú)錯(cuò)的、按發(fā)送順序傳輸報(bào)文或字節(jié)的點(diǎn)到點(diǎn)的信道,傳輸層是真正的,從源到目標(biāo) ",端到端,"的層,68,,5.會(huì)話(huà)層,,會(huì)話(huà)層,(,Session layer),允許不同機(jī)器上的用戶(hù)建立,會(huì)話(huà) (,session),關(guān)系會(huì)話(huà)層提供的,服務(wù),：,,（1）,管理對(duì)話(huà),：允許信息同時(shí),雙向,傳輸，或任一時(shí)刻只能,單向,傳輸2）,令牌管理,,(,token management)：,令牌可以在會(huì)話(huà),雙方,之間,交換,，只有,持有令牌,的一方可以,執(zhí)行,某種,關(guān)鍵操作,3）,同步,(,synchronization)：,在數(shù)據(jù)流中插人檢查點(diǎn),，每次網(wǎng)絡(luò)崩潰后，僅需要重傳最后一個(gè)檢查點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)69,,6.表示層,,表示層以下的各層只關(guān)心可靠地傳輸比特流，而表示層關(guān)心的是所,傳輸?shù)男畔⒌恼Z(yǔ)法和語(yǔ)義,為了讓采用不同表示法的計(jì)算機(jī)之間能進(jìn)行通信，交換中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用抽象的方式來(lái)定義，并且使用,標(biāo)準(zhǔn)的編碼方式,表示層管理這些抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且在,計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示法和網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)表示法,之間進(jìn)行,轉(zhuǎn)換,。

70,,7.應(yīng)用層,,應(yīng)用層,(,application layer),是,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與使用者應(yīng)用程序間的一個(gè)接口,，包含大量人們普遍需要的協(xié)議解決不同的,系統(tǒng)之間傳輸文件,所需處理的各種,不兼容,問(wèn)題嚴(yán)格說(shuō)這一層不是通信協(xié)議結(jié)構(gòu)中的內(nèi)容，而是應(yīng)用軟件的一部分，它的作用是召喚底層協(xié)議為其服務(wù)71,,總結(jié)：,,OSI,七層模型并不是系統(tǒng)本身就存在七層，而是為了區(qū)分各部分的功能、使對(duì)各部分的開(kāi)發(fā)更有針對(duì)性把它們?nèi)藶榈囟x出,7,層72,,二、現(xiàn)場(chǎng)總線的通信模型,,具有7層結(jié)構(gòu)的,OSI,參考模型可支持的通信功能是相當(dāng)強(qiáng)大的工業(yè)數(shù)據(jù)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成開(kāi)放互聯(lián)系統(tǒng)，制定和選擇通信模型：7層0,SI,參考模型,是否適應(yīng),工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的通信環(huán)境，,簡(jiǎn)化型,是否更適合于控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要？,,工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)存在大量的傳感器、控制器、執(zhí)行器等，零散地分布在一個(gè),較大范圍,內(nèi)，構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，其,單個(gè)節(jié)點(diǎn),面向控制的,信息量不大,，信息傳輸?shù)?任務(wù),相對(duì)也比較,簡(jiǎn)單,，但對(duì),實(shí)時(shí)性、快速性,的要求較高73,,幾種典型現(xiàn)場(chǎng)總線的通信參考模型,,與,OSI,模型的對(duì)照,OSI,模型,H1 HSE PROFIBUS,74,,LonWorks、CAN,與0,SI,模型分層比較,75,,一、傳輸錯(cuò)誤及其可靠性指標(biāo),,在通信網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⑹?二進(jìn)制,信息，它只有,0,和,1,兩種狀態(tài)，因此，傳輸錯(cuò)誤是把,0,誤傳為,1,，或者是把,1,誤傳為,0,。

分布控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)是在條件比較,惡劣,的工業(yè)環(huán)境下工作的，因此，在信息傳輸過(guò)程中，各種各樣的,干擾,可能造成傳輸錯(cuò)誤這些錯(cuò)誤輕則會(huì)使數(shù)據(jù)發(fā)生變化，重則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程,事故,因此必須采取一定的措施來(lái)檢測(cè)錯(cuò)誤并糾正錯(cuò)誤，檢錯(cuò)和糾錯(cuò)統(tǒng)稱(chēng)為,差錯(cuò)控制,第六節(jié) 差錯(cuò)控制,76,,錯(cuò)誤分為兩類(lèi)：,,突發(fā)錯(cuò)誤：由突發(fā)噪聲引起的，誤碼連續(xù)成片出現(xiàn)；,,隨機(jī)錯(cuò)誤：由隨機(jī)噪聲引起的，誤碼與其前后的代碼是否出錯(cuò)無(wú)關(guān)在分散控制系統(tǒng)中，為了滿(mǎn)足控制要求和充分利用信道傳輸能力，傳輸速率一般為,0.5,～,100Mbit/s,左右傳輸速率越大，每一位二進(jìn)制代碼（碼元）所占用的時(shí)間就越短，波形就越窄，抗干擾能力就越差，可靠性就越低傳輸可靠性用誤碼率表示，其定義式如下：,,P,e,=,出錯(cuò)的碼元數(shù),/,傳輸?shù)目偞a元數(shù),77,,二、差錯(cuò)控制方法：,,兩類(lèi)：在傳輸,信息,中附加冗余度,,在傳輸,方法,中附加冗余度,,78,,1.,奇偶校驗(yàn),,所謂奇偶校驗(yàn)就是在每個(gè)碼組之間附加一個(gè)校驗(yàn)位，使得整個(gè)碼組中,1,的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)垂直奇偶校驗(yàn),,水平奇偶校驗(yàn),,矩陣奇偶校驗(yàn),,2.,漢明校驗(yàn),,3.,循環(huán)冗余校驗(yàn),79,,第七節(jié) 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場(chǎng)總線,又稱(chēng),現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò),，它屬于一種,特殊,類(lèi)型的,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),，是用于完成自動(dòng)化任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

從現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的,設(shè)備類(lèi)型、傳輸信息的種類(lèi)、網(wǎng)絡(luò)所執(zhí)行的任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)所處的工作環(huán)境,等方面，現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)都有別于由普通,PC,機(jī)或其他計(jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)80,,一、現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),,,現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)大都是具有,計(jì)算與通信,能力的測(cè)量控制設(shè)備包括,：限位開(kāi)關(guān)、感應(yīng)開(kāi)關(guān)等各類(lèi),開(kāi)關(guān),；條形碼閱讀器；光電,傳感器,；溫度、壓力、流量、物位等各種,傳感器、變送器,；可編程邏輯控制器,PLC,；,PID,等,數(shù)字控制器,；各種,數(shù)據(jù)采集裝置,；作為監(jiān)視操作設(shè)備的,監(jiān)控計(jì)算機(jī)、工作站,及其外設(shè)；各種,調(diào)節(jié)閥,；,電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備,；,變頻器,；,機(jī)器人,；作為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的,中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān),等81,,把單個(gè)分散的有通信能力的測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使它們之間可以相互溝通信息，由它們共同完成自控任務(wù)，這就是,現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)示意圖,,82,,二、現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù),,主要,：,,現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)要將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的各種信息,(,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的,運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)以及故障信息,等,),傳送到遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室；,,將各種,控制、維護(hù)、組態(tài)命令,等送往位于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中；,,現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)還要在,與操作終端、上層管理網(wǎng)絡(luò),的數(shù)據(jù)連接和信息共享中發(fā)揮作用。

其它,：,,參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽和遠(yuǎn)程監(jiān)控；,,總線供電83,,控制網(wǎng)絡(luò)必須解決的問(wèn)題,：,,適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境；各種自控設(shè)備的互聯(lián)與互操作不同于普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),：,,數(shù)據(jù)傳輸量相對(duì)較小，傳輸速率相對(duì)較低，多為短幀傳送，但它要求通信傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的特定需求,：,,滿(mǎn)足控制的實(shí)時(shí)性要求、工業(yè)環(huán)境下的抗干擾、總線供,電等84,,三、現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性,,現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的,最大特點(diǎn),：它必須滿(mǎn)足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制的,實(shí)時(shí)性,要求實(shí)時(shí)控制往往要求對(duì)某些變量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,定時(shí)刷新,這種對(duì)動(dòng)作時(shí)間有實(shí)時(shí)要求的系統(tǒng)稱(chēng)為,實(shí)時(shí)系統(tǒng),實(shí)時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行不僅要求系統(tǒng)動(dòng)作在邏輯上的,正確性,，同時(shí)要求滿(mǎn)足,時(shí)限性,實(shí)時(shí)系統(tǒng)又可分為,硬實(shí)時(shí),和,軟實(shí)時(shí),兩類(lèi)硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)任務(wù)必須在,規(guī)定的時(shí)限,完成，否則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果；而軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)任務(wù)在超過(guò)了截止期后的,一定時(shí)限內(nèi),，系統(tǒng)仍可以執(zhí)行處理85,,第二章 復(fù)習(xí)題,,1.,何謂現(xiàn)場(chǎng)總線的豬設(shè)備、從設(shè)備？,,2.,通信系統(tǒng)由哪幾部分組成,?,各自具有什么功能,?,,3.,通信方式按照信息的傳輸方向分為哪幾種,?,,4.,通信的傳輸模式分為哪幾種,?,,5.,載帶傳輸中數(shù)據(jù)的表示方法有哪幾種,?,,6.,數(shù)據(jù)交換方式有那幾種,?,,7.,介質(zhì)訪問(wèn)控制方式主要有哪兩種,?,說(shuō)明各自的含義。

86,,8.,什么樣的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以作為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)？舉出幾個(gè)例子9.,現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)完成哪些通信任務(wù)？,,10.,現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)與普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有哪些不同？其特點(diǎn)是什么？,,11.ISO,的,OSI,參考模型為哪,7,層？各層的主要功能是什么？,,12.,常用的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備有哪些？各自對(duì)應(yīng),OSI,參考模型的哪一層？,,13.,中繼器與放大器有何區(qū)別？,,14.,列出三種以上,CSMA,堅(jiān)持退避算法，并分別簡(jiǎn)述之87,,。