《微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》于海生第8章

1、第章 分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信是工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)和分散型測控系統(tǒng)的關(guān)鍵技是工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)和分散型測控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)術(shù) 。對(duì)于大規(guī)模工業(yè)測控系統(tǒng)，需要將任務(wù)分給多個(gè)計(jì)算。對(duì)于大規(guī)模工業(yè)測控系統(tǒng)，需要將任務(wù)分給多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并行工作，不同地理位置和不同功能計(jì)算機(jī)之間需機(jī)系統(tǒng)并行工作，不同地理位置和不同功能計(jì)算機(jī)之間需要按照要按照統(tǒng)一的協(xié)議連接統(tǒng)一的協(xié)議連接和交換信息就構(gòu)成計(jì)算機(jī)分布式測和交換信息就構(gòu)成計(jì)算機(jī)分布式測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 本章主要介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、分布式控制系統(tǒng)、本章主要介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術(shù)、綜合自動(dòng)化技術(shù)和分布式測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉現(xiàn)場總線

2、技術(shù)、綜合自動(dòng)化技術(shù)和分布式測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例。例。8.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 8.1.1 8.1.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述 8.1.2 8.1.2 數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù)數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù) 8.1.3 8.1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 8.1.4 IEEE 8028.1.4 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 8.1.5 8.1.5 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià)和選型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià)和選型8.1.1 8.1.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述 1.1.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)中互連的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)或站，結(jié)點(diǎn)間的物理連網(wǎng)絡(luò)中互連的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)或站，結(jié)點(diǎn)間的物理連接結(jié)構(gòu)稱為拓?fù)?，采用拓?fù)鋵W(xué)來研究結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)間連接

3、結(jié)構(gòu)稱為拓?fù)?，采用拓?fù)鋵W(xué)來研究結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)間連線線( (稱鏈路稱鏈路) )的幾何排列。局部網(wǎng)絡(luò)通常有四種拓?fù)浣Y(jié)的幾何排列。局部網(wǎng)絡(luò)通常有四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：構(gòu)：星形、環(huán)形、總線形和樹形星形、環(huán)形、總線形和樹形。 （1 1）星形結(jié)構(gòu)）星形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。工作過程：工作過程： 當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)想要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它首先向當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)想要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它首先向中心結(jié)點(diǎn)發(fā)送中心結(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)一個(gè)請(qǐng)求，以便同另一個(gè)目的結(jié)點(diǎn)建立連接。一旦請(qǐng)求，以便同另一個(gè)

4、目的結(jié)點(diǎn)建立連接。一旦兩個(gè)結(jié)點(diǎn)建立了兩個(gè)結(jié)點(diǎn)建立了連接連接，則在這兩點(diǎn)間就象是一條，則在這兩點(diǎn)間就象是一條專用線路專用線路連接起來一樣，進(jìn)行連接起來一樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸。特點(diǎn)：特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低；網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓；網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓；網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)才網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)才能轉(zhuǎn)發(fā)信息；能轉(zhuǎn)發(fā)信息；通訊電路都是專用線路，利用率不高，

5、故網(wǎng)絡(luò)成本較高。通訊電路都是專用線路，利用率不高，故網(wǎng)絡(luò)成本較高。（2 2）環(huán)形結(jié)構(gòu)）環(huán)形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 各結(jié)點(diǎn)通過環(huán)接口連于一條各結(jié)點(diǎn)通過環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，通信線路中，環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。工作過程：工作過程： 一個(gè)結(jié)點(diǎn)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一個(gè)結(jié)一個(gè)結(jié)點(diǎn)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，當(dāng)傳送信息的目的地值與環(huán)上的某結(jié)點(diǎn)的地址相等時(shí)，信息才點(diǎn)，當(dāng)傳送信息的目的地值與環(huán)上的某結(jié)點(diǎn)的地址相等時(shí)，信息才被該結(jié)點(diǎn)的環(huán)接口

6、接收，否則，繼續(xù)向下傳送。被該結(jié)點(diǎn)的環(huán)接口接收，否則，繼續(xù)向下傳送。特點(diǎn)：特點(diǎn)：信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的通路，簡化了路徑選擇控制；的通路，簡化了路徑選擇控制；環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，控制軟件較簡單；環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，控制軟件較簡單；環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定的限制。的限

7、制。應(yīng)用應(yīng)用：環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較適合于信息處理和自動(dòng)化系統(tǒng)中使用，是微環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較適合于信息處理和自動(dòng)化系統(tǒng)中使用，是微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)中常用的結(jié)構(gòu)之一。特別是機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)中常用的結(jié)構(gòu)之一。特別是IBMIBM公司推出公司推出令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)之后，之后，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就被越來越多的人所采用。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就被越來越多的人所采用。 （3 3）總線形結(jié)構(gòu)）總線形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 個(gè)結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，個(gè)結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，通過一條或幾條通訊線路與公共總線連通過一條或幾條通訊線路與公共總線連接接。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一結(jié)。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一結(jié)點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從

8、發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此又點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。 總線形網(wǎng)絡(luò)的接口內(nèi)具有總線形網(wǎng)絡(luò)的接口內(nèi)具有發(fā)送器和接收器發(fā)送器和接收器。接收器接收器接收總接收總線上的線上的串行串行信息，并將其轉(zhuǎn)換為信息，并將其轉(zhuǎn)換為并行并行信息送到結(jié)點(diǎn)；信息送到結(jié)點(diǎn)；發(fā)送器發(fā)送器則則將將并行并行信息轉(zhuǎn)換成信息轉(zhuǎn)換成串行串行信息廣播發(fā)送到總線上。當(dāng)在總線上發(fā)信息廣播發(fā)送到總線上。當(dāng)在總線上發(fā)送的信息目的地址與某一結(jié)點(diǎn)的接口地址相符時(shí)，傳送的信息送的信息目的地址與某一結(jié)點(diǎn)的接口地址相符時(shí)，傳送的信息就被該結(jié)點(diǎn)接收。由于一條公共總線具有一定的負(fù)載能力，因就被該結(jié)點(diǎn)

9、接收。由于一條公共總線具有一定的負(fù)載能力，因此總線長度有限，其所能連接的結(jié)點(diǎn)數(shù)也有限。此總線長度有限，其所能連接的結(jié)點(diǎn)數(shù)也有限。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單靈活，擴(kuò)展方便；結(jié)構(gòu)簡單靈活，擴(kuò)展方便； 可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快；可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快； 共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作；共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作； 設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便；設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便； 由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場合。發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場合。應(yīng)用：應(yīng)用： 總線形結(jié)構(gòu)是目

10、前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)，也是一種最傳統(tǒng)的主總線形結(jié)構(gòu)是目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)，也是一種最傳統(tǒng)的主流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)最適于信息管理系統(tǒng)、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)、流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)最適于信息管理系統(tǒng)、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。教學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。 （4 4）樹形結(jié)構(gòu)）樹形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 分層結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。分層結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：通訊線路總長度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較通訊線路總長度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形復(fù)雜；星形復(fù)雜；網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在

11、支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)： 就是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的就是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路物理通路，也是通信中實(shí)際傳送，也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有信息的載體。網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有電話線，同軸電纜，雙絞電話線，同軸電纜，雙絞線，光導(dǎo)纖維電纜，無線與衛(wèi)星通信線，光導(dǎo)纖維電纜，無線與衛(wèi)星通信。對(duì)于傳輸介質(zhì)，包括以下。對(duì)于傳輸介質(zhì)，包括以下特性：物理特性，傳輸特性，連通特性，地理范圍，抗干擾性和特性：物理特性，傳輸特性，連通特性，地理范圍，抗干擾性和相對(duì)價(jià)格。相對(duì)價(jià)格。介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制： 各結(jié)點(diǎn)通過各結(jié)點(diǎn)通過公共通道公共通道傳輸

12、信息，因此存在傳輸信息，因此存在如何合理分配信道如何合理分配信道的問題（既充分利用信道的空間和時(shí)間，又防止發(fā)生各信息間的的問題（既充分利用信道的空間和時(shí)間，又防止發(fā)生各信息間的互相沖突）。訪問控制方式的功能就是合理解決信道的分配?；ハ鄾_突）。訪問控制方式的功能就是合理解決信道的分配。常用的傳輸訪問控制方式有三種，即常用的傳輸訪問控制方式有三種，即 沖突檢測的載波偵聽多路訪問沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA(CSMACD)CD)； 令牌環(huán)令牌環(huán)(Token Ring)(Token Ring)； 令牌總線令牌總線(Token Bus)(Token Bus)。 三種方式都得到三種方式都得到IEE

13、E802IEEE802委員會(huì)的認(rèn)可，成為國際標(biāo)準(zhǔn)。委員會(huì)的認(rèn)可，成為國際標(biāo)準(zhǔn)。2.2.介質(zhì)訪問控制技術(shù)介質(zhì)訪問控制技術(shù)(1)(1)沖突檢測的載波偵聽多路訪問沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA(CSMACD)CD) 又稱為隨機(jī)訪問技術(shù)或爭用技術(shù)又稱為隨機(jī)訪問技術(shù)或爭用技術(shù)適用于適用于總線形和樹總線形和樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 工作原理：工作原理： 當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要偵聽偵聽網(wǎng)絡(luò)中有無其它結(jié)網(wǎng)絡(luò)中有無其它結(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，直至信道空閑，開始發(fā)送。直至信道空閑，開始發(fā)

14、送。確定等待時(shí)間的方法：確定等待時(shí)間的方法： 當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測到信道被占用后，繼續(xù)檢測，發(fā)現(xiàn)空閑，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測到信道被占用后，繼續(xù)檢測，發(fā)現(xiàn)空閑，立即發(fā)送；立即發(fā)送； 當(dāng)某點(diǎn)檢測到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然當(dāng)某點(diǎn)檢測到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再檢測。重復(fù)這一過程，直到信到空閑，開始發(fā)送。后再檢測。重復(fù)這一過程，直到信到空閑，開始發(fā)送。沖突的解決方法：沖突的解決方法： 由于傳輸線上不可避免的有時(shí)間的延遲，有可能多個(gè)站同由于傳輸線上不可避免的有時(shí)間的延遲，有可能多個(gè)站同時(shí)監(jiān)聽到線上空閑并開始發(fā)送，從而導(dǎo)致沖突。因此，當(dāng)結(jié)點(diǎn)時(shí)監(jiān)聽到線上空閑并開始發(fā)送，從而導(dǎo)致沖突。因此，當(dāng)結(jié)點(diǎn)開始發(fā)

15、送信息時(shí)，該結(jié)點(diǎn)開始發(fā)送信息時(shí)，該結(jié)點(diǎn)繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)檢測繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)檢測一段時(shí)間，且把收到一段時(shí)間，且把收到的信息和自己發(fā)送的的信息和自己發(fā)送的信息進(jìn)行比較信息進(jìn)行比較，若相同，則發(fā)送正常進(jìn)行；，若相同，則發(fā)送正常進(jìn)行；若不同，說明由其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，引起混亂，應(yīng)立即停止，若不同，說明由其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，引起混亂，應(yīng)立即停止，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，在重復(fù)上述過程。等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，在重復(fù)上述過程。結(jié)論：結(jié)論： CSMACSMACDCD方式原理較簡單，且技術(shù)上較易實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中方式原理較簡單，且技術(shù)上較易實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)處于同等地位，無需集中控制，但不能提供優(yōu)先級(jí)控各結(jié)點(diǎn)處于同等地位，無需集中控制，但不能

16、提供優(yōu)先級(jí)控制，所有結(jié)點(diǎn)都有平等競爭的能力，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重情況下，制，所有結(jié)點(diǎn)都有平等競爭的能力，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重情況下，有較高的效率，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)送信息的等待時(shí)間有較高的效率，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)送信息的等待時(shí)間加長，效率顯著降低。加長，效率顯著降低。 由于由于CSMACSMA的訪問存在發(fā)報(bào)沖突問題，而產(chǎn)生沖突的原因的訪問存在發(fā)報(bào)沖突問題，而產(chǎn)生沖突的原因是由于各站點(diǎn)發(fā)報(bào)是隨機(jī)的。為了解決這種由于是由于各站點(diǎn)發(fā)報(bào)是隨機(jī)的。為了解決這種由于“隨機(jī)隨機(jī)”而而產(chǎn)生的沖突問題，可采用有控制的發(fā)報(bào)方式。下面，介紹一產(chǎn)生的沖突問題，可采用有控制的發(fā)報(bào)方式。下面，介紹一種種有控制的發(fā)報(bào)方式有控制

17、的發(fā)報(bào)方式令牌發(fā)送技術(shù)。令牌發(fā)送技術(shù)。 令牌環(huán)令牌環(huán)：全稱為令牌通行環(huán)：全稱為令牌通行環(huán)(Token Passing Ring)(Token Passing Ring)，適用于，適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 令牌是控制標(biāo)志，網(wǎng)中令牌是控制標(biāo)志，網(wǎng)中只設(shè)一張令牌只設(shè)一張令牌，并，并依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送。令牌的兩個(gè)狀態(tài)令牌的兩個(gè)狀態(tài) “空空”狀態(tài)：表示令牌沒有被占用，當(dāng)其傳至正待發(fā)送信息狀態(tài)：表示令牌沒有被占用，當(dāng)其傳至正待發(fā)送信息的結(jié)點(diǎn)時(shí)，該結(jié)點(diǎn)立即發(fā)送，并置令牌為的結(jié)點(diǎn)時(shí)，該結(jié)點(diǎn)立即發(fā)送，并置令牌為“忙忙”狀態(tài)。狀態(tài)。 “忙忙”狀態(tài)：表示令牌被占用，即令牌正在攜帶信息發(fā)送，狀

18、態(tài)：表示令牌被占用，即令牌正在攜帶信息發(fā)送，當(dāng)所發(fā)信息當(dāng)所發(fā)信息環(huán)繞一周環(huán)繞一周，由發(fā)送結(jié)點(diǎn)將，由發(fā)送結(jié)點(diǎn)將“忙忙”令牌置為令牌置為“空空”令牌。令牌。 工作過程工作過程：令牌依次沿每個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送，使每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有平等：令牌依次沿每個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送，使每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有平等發(fā)送信息的機(jī)會(huì)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)占令牌期間其它結(jié)點(diǎn)只能處于接收發(fā)送信息的機(jī)會(huì)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)占令牌期間其它結(jié)點(diǎn)只能處于接收狀態(tài)。當(dāng)所發(fā)信息繞環(huán)一周，并由發(fā)送結(jié)點(diǎn)清除，狀態(tài)。當(dāng)所發(fā)信息繞環(huán)一周，并由發(fā)送結(jié)點(diǎn)清除，“忙忙”令牌又令牌又被置為被置為“空空”狀態(tài)，繞環(huán)傳送令牌。當(dāng)下一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，狀態(tài)，繞環(huán)傳送令牌。當(dāng)下一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，則下一結(jié)點(diǎn)便得

19、到這一令牌，并可發(fā)送信息。則下一結(jié)點(diǎn)便得到這一令牌，并可發(fā)送信息。 令牌環(huán)的特點(diǎn)令牌環(huán)的特點(diǎn)：能提供可調(diào)整的訪問控制方法；能提供優(yōu)先能提供可調(diào)整的訪問控制方法；能提供優(yōu)先權(quán)服務(wù)；有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；需對(duì)令牌進(jìn)行維護(hù)，令牌丟失降低環(huán)權(quán)服務(wù)；有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；需對(duì)令牌進(jìn)行維護(hù)，令牌丟失降低環(huán)路利用率；控制電路復(fù)雜。路利用率；控制電路復(fù)雜。（2 2）令牌環(huán)）令牌環(huán)(Token Ring)(Token Ring)（3 3）令牌總線）令牌總線(Token Bus)(Token Bus) 將令牌訪問原理應(yīng)用于將令牌訪問原理應(yīng)用于總線網(wǎng)總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線方式。，構(gòu)成令牌總線方式。原理：原理： 這種方式和這種方式

20、和CSMA/CDCSMA/CD方式一樣，采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，但不同方式一樣，采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，但不同的是在網(wǎng)上個(gè)工作站按一定的順序形成一個(gè)的是在網(wǎng)上個(gè)工作站按一定的順序形成一個(gè)邏輯環(huán)邏輯環(huán)。每個(gè)工作。每個(gè)工作站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置。邏輯環(huán)的控制方式類同于站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置。邏輯環(huán)的控制方式類同于令牌環(huán)。令牌環(huán)。工作過程：工作過程： 當(dāng)各站都沒有幀發(fā)送時(shí)，令牌的形式為當(dāng)各站都沒有幀發(fā)送時(shí)，令牌的形式為0111111101111111，成為空標(biāo)，成為空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過，然后將它改記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過，然后將它改為忙標(biāo)志，即為忙標(biāo)志

21、，即0111111001111110。緊跟著。緊跟著忙標(biāo)記忙標(biāo)記，該站把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到，該站把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等待。環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等待。接收幀的過程是這樣的，當(dāng)幀通過站時(shí)，該站將幀的目的地址接收幀的過程是這樣的，當(dāng)幀通過站時(shí)，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址不符合，則不接收數(shù)據(jù)，同時(shí)將和本站的地址相比較，如地址不符合，則不接收數(shù)據(jù)，同時(shí)將幀送入環(huán)上。如果符合，則將幀放入接收緩沖器，在輸入到站幀送入環(huán)上。如果符合，則將幀放入接收緩沖器，在輸入到站內(nèi)，同時(shí)將幀送回到環(huán)上。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到內(nèi)，同

22、時(shí)將幀送回到環(huán)上。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)將標(biāo)記改為空閑標(biāo)記。發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)將標(biāo)記改為空閑標(biāo)記。 不同于令牌環(huán)的是，在令牌總線中，信息可以不同于令牌環(huán)的是，在令牌總線中，信息可以雙向傳送雙向傳送、任、任何結(jié)點(diǎn)都能何結(jié)點(diǎn)都能“聽到聽到”其它結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息。為此，結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信其它結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息。為此，結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息中要有指出下一個(gè)要控制的結(jié)點(diǎn)的地址。由于只有獲得令牌的息中要有指出下一個(gè)要控制的結(jié)點(diǎn)的地址。由于只有獲得令牌的結(jié)點(diǎn)才可發(fā)送信息結(jié)點(diǎn)才可發(fā)送信息( (此時(shí)其它結(jié)點(diǎn)只收不發(fā)此時(shí)其它結(jié)點(diǎn)只收不發(fā)) )，因此該方式不要檢，因此該方式不要檢測沖突

23、就可以避免沖突。測沖突就可以避免沖突。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1.1.網(wǎng)絡(luò)必須要有初始化功能，即能夠產(chǎn)生一個(gè)順序訪問的次網(wǎng)絡(luò)必須要有初始化功能，即能夠產(chǎn)生一個(gè)順序訪問的次序。這就是一個(gè)爭用的過程，爭用的結(jié)果是只有一個(gè)站能夠獲得序。這就是一個(gè)爭用的過程，爭用的結(jié)果是只有一個(gè)站能夠獲得標(biāo)記，并產(chǎn)生次序。標(biāo)記，并產(chǎn)生次序。 2.2.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)志丟失或者產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)記時(shí)，必須有故障恢當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)志丟失或者產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)記時(shí)，必須有故障恢復(fù)功能。復(fù)功能。 3.3.必須有消除不活動(dòng)結(jié)點(diǎn)或者添加新的結(jié)點(diǎn)的功能。必須有消除不活動(dòng)結(jié)點(diǎn)或者添加新的結(jié)點(diǎn)的功能。 4.4.吞吐能力大，吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提高而增加；吞吐能力大，

24、吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提高而增加； 5.5.控制功能不隨電纜長度的增加而減弱；控制功能不隨電纜長度的增加而減弱； 6.6.不需沖突檢測。不需沖突檢測。3.3.信息交換技術(shù)信息交換技術(shù) 為了提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的通信設(shè)備和線路的利用率，有必為了提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的通信設(shè)備和線路的利用率，有必要研究通信網(wǎng)絡(luò)上信息交換技術(shù)。即如何要研究通信網(wǎng)絡(luò)上信息交換技術(shù)。即如何控制信息傳輸控制信息傳輸，才能，才能提高通信效率。提高通信效率。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，信息交換方式分為三類：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，信息交換方式分為三類：線路交換、報(bào)線路交換、報(bào)文交換、分組交換。文交換、分組交換。 交換原理：交換原理：通過網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩

25、個(gè)站之間建立一條通過網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條專用的物理線路專用的物理線路進(jìn)行數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，傳送結(jié)束再據(jù)傳送，傳送結(jié)束再“拆除拆除”線路。線路。交換過程：交換過程：例如右圖中例如右圖中S1S1要把報(bào)文要把報(bào)文M1M1傳送給站傳送給站S3S3，可以，可以有多條路徑，比如路徑有多條路徑，比如路徑N1N2N3N1N2N3或或N1N1N7N3N7N3等。首先站等。首先站S1S1向結(jié)點(diǎn)向結(jié)點(diǎn)N1N1申請(qǐng)與站申請(qǐng)與站S3S3通信，按照路徑算法通信，按照路徑算法( (如路徑短，等待時(shí)間短如路徑短，等待時(shí)間短等等) )，結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)N1N1選擇選擇N7N7為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)N7N7再選

26、再選N3N3為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，這樣站為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，這樣站S1S1經(jīng)結(jié)點(diǎn)經(jīng)結(jié)點(diǎn)N1N1N7N3N7N3與站與站S3S3建立了一條專用的物理線路。然后站建立了一條專用的物理線路。然后站S1S1向向S3S3傳送報(bào)傳送報(bào)文，報(bào)文傳送周期結(jié)束，立即文，報(bào)文傳送周期結(jié)束，立即“拆除拆除”專用線路專用線路N1N7N3N1N7N3，并，并釋放占用資源。線路交換方式的釋放占用資源。線路交換方式的通信分三步通信分三步：建立線路，傳送數(shù)建立線路，傳送數(shù)據(jù)，拆除線路據(jù)，拆除線路。由于建立了一條專用線路，所以報(bào)文傳送的實(shí)時(shí)。由于建立了一條專用線路，所以報(bào)文傳送的實(shí)時(shí)性好，各結(jié)點(diǎn)延時(shí)小。但是，一旦兩站連接起來，即使沒有數(shù)據(jù)性

27、好，各結(jié)點(diǎn)延時(shí)小。但是，一旦兩站連接起來，即使沒有數(shù)據(jù)傳送，別的站也不能用線路上的結(jié)點(diǎn)，因而線路的利用率低。為傳送，別的站也不能用線路上的結(jié)點(diǎn)，因而線路的利用率低。為了了提高利用率，可采用報(bào)文交換提高利用率，可采用報(bào)文交換。（1 1）線路交換）線路交換(2) (2) 報(bào)文交換報(bào)文交換 仍然以上圖中站仍然以上圖中站S1S1要發(fā)報(bào)文要發(fā)報(bào)文M1M1給站給站S3S3為例。首先站為例。首先站S1S1把把目的目的S3S3的名字附加在報(bào)文的名字附加在報(bào)文上，再把報(bào)文交給結(jié)點(diǎn)上，再把報(bào)文交給結(jié)點(diǎn)N1N1。結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)N1N1存儲(chǔ)這個(gè)報(bào)文，并且決定下一個(gè)結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)這個(gè)報(bào)文，并且決定下一個(gè)結(jié)點(diǎn)為N7N7，但是，但是

28、要在結(jié)點(diǎn)要在結(jié)點(diǎn)N1N7N1N7的線路上傳輸這個(gè)報(bào)文，還要進(jìn)行的線路上傳輸這個(gè)報(bào)文，還要進(jìn)行排隊(duì)排隊(duì)等待等待。當(dāng)這段線路可用時(shí)，就把報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)。當(dāng)這段線路可用時(shí)，就把報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)N7N7。結(jié)。結(jié)點(diǎn)點(diǎn)N7N7繼續(xù)仿照上述過程，把報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)繼續(xù)仿照上述過程，把報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)N3N3，最后到，最后到達(dá)站達(dá)站S3S3。 報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是線路的利用率高線路的利用率高，這是因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條結(jié)這是因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條結(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的線路。并且能把一個(gè)報(bào)文發(fā)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的線路。并且能把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的站，只需把這些目的站名送到多個(gè)目的站，只需把這些目的站名附加在報(bào)文

29、上。由于報(bào)文要在結(jié)點(diǎn)排隊(duì)附加在報(bào)文上。由于報(bào)文要在結(jié)點(diǎn)排隊(duì)等待，延長了報(bào)文到達(dá)目的站的時(shí)間。等待，延長了報(bào)文到達(dá)目的站的時(shí)間。 (3)(3)分組交換分組交換 分組交換分組交換(Packet Switching)(Packet Switching)綜合了綜合了線路交換和報(bào)文交換線路交換和報(bào)文交換的的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)。 首先將前面所說的報(bào)文分成首先將前面所說的報(bào)文分成若干個(gè)報(bào)文段若干個(gè)報(bào)文段，并在每個(gè)報(bào)文，并在每個(gè)報(bào)文段上附加傳送時(shí)所必需的段上附加傳送時(shí)所必需的控制信息控制信息，如下圖所示。這些報(bào)文段，如下圖所示。這些報(bào)文段經(jīng)經(jīng)不同的路徑不同的路徑分別傳送到目的站后，再分別傳送到目的站后，再拼裝拼裝成一個(gè)

30、完整的報(bào)文。成一個(gè)完整的報(bào)文。對(duì)于這些報(bào)文段，稱為報(bào)文分組，它是分組交換中的基本單位。對(duì)于這些報(bào)文段，稱為報(bào)文分組，它是分組交換中的基本單位。 分組交換與報(bào)文交換的形式差別在于不是以報(bào)文為分組交換與報(bào)文交換的形式差別在于不是以報(bào)文為單位，而是以單位，而是以報(bào)文分組為單位報(bào)文分組為單位進(jìn)行傳送。問題是網(wǎng)絡(luò)如進(jìn)行傳送。問題是網(wǎng)絡(luò)如何何管理管理這些報(bào)文分組流，一般有兩種方法：數(shù)據(jù)報(bào)方法，這些報(bào)文分組流，一般有兩種方法：數(shù)據(jù)報(bào)方法，虛電路方法。虛電路方法。 數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)(Datagram)方法方法 P1:S1 N1N2N3 S3P2: S1 N1N7N3 S3M1分分P1、P2P1

31、、P2 組合組合M1 虛電路虛電路(Virtual Circuit)(Virtual Circuit)方法方法在發(fā)送報(bào)文分組前，在源站和目的站之間建立一在發(fā)送報(bào)文分組前，在源站和目的站之間建立一條邏輯條邏輯線路，線路，報(bào)文分組仍然需要報(bào)文分組仍然需要排隊(duì)等待排隊(duì)等待，具有虛性質(zhì)，稱為，具有虛性質(zhì)，稱為虛電路。虛電路。 虛電路方法虛電路方法適用于適用于兩個(gè)站希望在兩個(gè)站希望在一段連續(xù)一段連續(xù)的時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi)交換數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)報(bào)方法適用于發(fā)送一個(gè)或幾個(gè)報(bào)文分交換數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)報(bào)方法適用于發(fā)送一個(gè)或幾個(gè)報(bào)文分組組( (如狀態(tài)信息、控制信息如狀態(tài)信息、控制信息) )等。一般地說，分組交換網(wǎng)等。一般地說，分

32、組交換網(wǎng)最好是這兩種方法都有，這樣可進(jìn)一步提高通信效率。最好是這兩種方法都有，這樣可進(jìn)一步提高通信效率。4.4.差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù) 差錯(cuò)控制技術(shù)包括差錯(cuò)控制技術(shù)包括檢驗(yàn)錯(cuò)誤檢驗(yàn)錯(cuò)誤和和糾正錯(cuò)誤糾正錯(cuò)誤，下面介紹兩種，下面介紹兩種檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法( (奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)) )和三種糾錯(cuò)方式和三種糾錯(cuò)方式( (重發(fā)重發(fā)糾錯(cuò)、自動(dòng)糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò)糾錯(cuò)、自動(dòng)糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò)) )。 (1) (1) 奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)(Parity Check)(Parity Check)是是一個(gè)字符校驗(yàn)一次一個(gè)字符校驗(yàn)一次，在，在每個(gè)字符的最高位之后附加一個(gè)每個(gè)字符的最高位之后附加一個(gè)奇偶校

33、驗(yàn)位奇偶校驗(yàn)位。通常用一個(gè)字。通常用一個(gè)字節(jié)節(jié)(b0(b0b7)b7)來表示，其中，來表示，其中，b0b0b6b6為字符碼位，而最高位為字符碼位，而最高位b7b7為校驗(yàn)位。這個(gè)校驗(yàn)位可為為校驗(yàn)位。這個(gè)校驗(yàn)位可為1 1或或0 0，以便保證整個(gè)字節(jié)，以便保證整個(gè)字節(jié)(b0(b0b7)b7)為為1 1的位數(shù)是奇數(shù)的位數(shù)是奇數(shù)( (稱奇校驗(yàn)稱奇校驗(yàn)) )或偶數(shù)或偶數(shù)( (稱偶校驗(yàn)稱偶校驗(yàn)) )。 奇偶校驗(yàn)通常用于每幀只傳送奇偶校驗(yàn)通常用于每幀只傳送一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的異步異步通信通信方式方式 。 （2 2）循環(huán)冗余校驗(yàn)）循環(huán)冗余校驗(yàn)CRCCRC校驗(yàn)校驗(yàn) 校驗(yàn)原理：校驗(yàn)原理： 發(fā)送端首先發(fā)送端首

34、先發(fā)送信息位發(fā)送信息位，與此同時(shí)，與此同時(shí)，CRCCRC校驗(yàn)位生成校驗(yàn)位生成器用信息位除以多項(xiàng)式器用信息位除以多項(xiàng)式G(x)G(x)，信息違發(fā)完后，信息違發(fā)完后，CRCCRC校驗(yàn)位校驗(yàn)位就就生成，并緊接其后發(fā)送校驗(yàn)位。生成，并緊接其后發(fā)送校驗(yàn)位。 接收端在接收端在接收信息位接收信息位同時(shí)，校驗(yàn)器用接收的同時(shí)，校驗(yàn)器用接收的信息位信息位除以同一個(gè)生成多項(xiàng)式，當(dāng)信息位接收完后，對(duì)接收的除以同一個(gè)生成多項(xiàng)式，當(dāng)信息位接收完后，對(duì)接收的CRCCRC校驗(yàn)位也進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)位接收完，如果除校驗(yàn)位也進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)位接收完，如果除法的余數(shù)為法的余數(shù)為0 0，則認(rèn)為傳輸正確；否則，傳輸錯(cuò)

35、誤。，則認(rèn)為傳輸正確；否則，傳輸錯(cuò)誤。 適用范圍：每幀由多個(gè)字節(jié)組成的同步方式。適用范圍：每幀由多個(gè)字節(jié)組成的同步方式。（3 3）糾錯(cuò)方式）糾錯(cuò)方式重發(fā)糾錯(cuò)重發(fā)糾錯(cuò)方式：方式： 發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯(cuò)的信息碼（如奇偶校驗(yàn)碼），接收端根發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯(cuò)的信息碼（如奇偶校驗(yàn)碼），接收端根據(jù)該碼的編碼規(guī)則，判斷有無錯(cuò)誤，并把錯(cuò)誤結(jié)果反饋給發(fā)送端。據(jù)該碼的編碼規(guī)則，判斷有無錯(cuò)誤，并把錯(cuò)誤結(jié)果反饋給發(fā)送端。如果發(fā)送錯(cuò)，則如果發(fā)送錯(cuò)，則再次發(fā)送再次發(fā)送，直到接收端認(rèn)為正確為止。，直到接收端認(rèn)為正確為止。自動(dòng)糾錯(cuò)自動(dòng)糾錯(cuò)方式：方式： 發(fā)送端發(fā)送能夠發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)糾錯(cuò)的信息碼，而不僅僅是檢錯(cuò)的信息碼。的信息

36、碼，而不僅僅是檢錯(cuò)的信息碼。接收端收到該碼后，通過譯碼不僅能自動(dòng)接收端收到該碼后，通過譯碼不僅能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且能自動(dòng)，而且能自動(dòng)地地糾錯(cuò)糾錯(cuò)。 傳輸效率低，譯碼設(shè)備復(fù)雜。傳輸效率低，譯碼設(shè)備復(fù)雜。混合糾錯(cuò)混合糾錯(cuò)方式：方式： 上述兩種混合。發(fā)送端發(fā)送的信息碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且上述兩種混合。發(fā)送端發(fā)送的信息碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且還由一定的糾錯(cuò)能力。接收端收到該碼后，如果錯(cuò)誤位數(shù)在糾錯(cuò)還由一定的糾錯(cuò)能力。接收端收到該碼后，如果錯(cuò)誤位數(shù)在糾錯(cuò)能力以內(nèi)，則自動(dòng)糾錯(cuò)，如果能力以內(nèi)，則自動(dòng)糾錯(cuò)，如果錯(cuò)誤過多錯(cuò)誤過多，則要求，則要求重發(fā)重發(fā)。8.1.2 8.1.2 數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù)數(shù)據(jù)通信編碼

37、技術(shù) 通信方式：通信方式：并行并行通信、通信、串行串行通信通信 并行通信傳送的速度高，但傳送的距離很短，通常并行通信傳送的速度高，但傳送的距離很短，通常小于小于10m10m； 串行通信傳送的速度低，但傳送的距離很長，通常串行通信傳送的速度低，但傳送的距離很長，通?？蛇_(dá)幾十至幾千米，甚至更遠(yuǎn)可達(dá)幾十至幾千米，甚至更遠(yuǎn) 。 串行通信可分為異步和同步傳送兩種。串行通信可分為異步和同步傳送兩種。 8.1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶之間，用戶與資源之間或資源與資源之在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶之間，用戶與資源之間或資源與資源之間的對(duì)話與合作必須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行；間的對(duì)話與合作必

38、須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行； 分層設(shè)計(jì)方法與接口；分層設(shè)計(jì)方法與接口； 為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的互連，為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的互連，19771977年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)(ISO)提提出了出了開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型OSI(Open OSI(Open System InterconnectionSystem InterconnectionReference Model)Reference Model)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型規(guī)定了七個(gè)功能層，每這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型規(guī)定了七個(gè)功能層，每層都使用自己的協(xié)議。層都使用自己的協(xié)議。 “開放開放”這個(gè)詞是指一個(gè)系統(tǒng)若符合這

39、些這個(gè)詞是指一個(gè)系統(tǒng)若符合這些國際標(biāo)準(zhǔn)的話，它將對(duì)世界上遵守同樣標(biāo)準(zhǔn)的國際標(biāo)準(zhǔn)的話，它將對(duì)世界上遵守同樣標(biāo)準(zhǔn)的所有系統(tǒng)開放。所有系統(tǒng)開放。 OSIOSI層次結(jié)構(gòu)如圖所示。層次結(jié)構(gòu)如圖所示。1.1.物理層物理層 物理層并不是物理媒體本身，它只是對(duì)通訊雙方的機(jī)械、電氣、連接物理層并不是物理媒體本身，它只是對(duì)通訊雙方的機(jī)械、電氣、連接規(guī)程進(jìn)行規(guī)定。規(guī)程進(jìn)行規(guī)定。 功能：在信道上傳輸未經(jīng)處理的信息。連接兩個(gè)物理設(shè)備，為鏈路層功能：在信道上傳輸未經(jīng)處理的信息。連接兩個(gè)物理設(shè)備，為鏈路層提供透明位流傳輸所必須遵循的規(guī)則，有時(shí)也被稱為物理接口。物理層的提供透明位流傳輸所必須遵循的規(guī)則，有時(shí)也被稱為物理接口。

40、物理層的協(xié)議主要提供在協(xié)議主要提供在DTE(DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備) )和和DCE(DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備數(shù)據(jù)通信設(shè)備) )之間的接口。之間的接口。 協(xié)議：協(xié)議：RS-232CRS-232C、RS-422ARS-422A、 RS-423ARS-423A、 RS-485RS-485等均為物理層協(xié)議。等均為物理層協(xié)議。2.2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 功能：將有差錯(cuò)的物理鏈路改造成對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層來說是無差錯(cuò)的傳輸鏈功能：將有差錯(cuò)的物理鏈路改造成對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層來說是無差錯(cuò)的傳輸鏈路。路。 具體內(nèi)容：將數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)幀，并在接收端檢驗(yàn)傳輸?shù)恼_性。具體內(nèi)容：將數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)幀，并在接收端檢驗(yàn)傳輸?shù)恼_性。 協(xié)

41、議：同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議：同步數(shù)據(jù)鏈路控制(SDLC)(SDLC)、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)(HDLC)以及異步以及異步串行數(shù)據(jù)鏈協(xié)議都屬于此范圍。串行數(shù)據(jù)鏈協(xié)議都屬于此范圍。3.3.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層是網(wǎng)絡(luò)層是OSIOSI七層協(xié)議模型中的第三層，它是主機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的接口。七層協(xié)議模型中的第三層，它是主機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的接口。網(wǎng)絡(luò)層也稱分組層，它的任務(wù)是使網(wǎng)絡(luò)中傳輸分組。它以鏈路層提供的網(wǎng)絡(luò)層也稱分組層，它的任務(wù)是使網(wǎng)絡(luò)中傳輸分組。它以鏈路層提供的無差錯(cuò)傳輸為基礎(chǔ)，向高層（傳輸層）提供兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸服無差錯(cuò)傳輸為基礎(chǔ)，向高層（傳輸層）提供兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

42、網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了分組務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了分組( (第三層的信息單位第三層的信息單位) )在網(wǎng)絡(luò)中是如何傳輸?shù)摹Ｔ诰W(wǎng)絡(luò)中是如何傳輸?shù)摹?具體內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)層控制網(wǎng)絡(luò)上信息的切換和路由選擇。因此，本層具體內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)層控制網(wǎng)絡(luò)上信息的切換和路由選擇。因此，本層要為數(shù)據(jù)從源點(diǎn)到終點(diǎn)建立物理和邏輯的連接。要為數(shù)據(jù)從源點(diǎn)到終點(diǎn)建立物理和邏輯的連接。 功能：控制信息交換、路由選擇與中繼、網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)絡(luò)的連功能：控制信息交換、路由選擇與中繼、網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)絡(luò)的連接與管理等。接與管理等。 協(xié)議：協(xié)議：X.25X.25協(xié)議、協(xié)議、IPIP協(xié)議。協(xié)議。4.4.傳送（傳輸）層傳送（傳輸）層 傳送層是一真正的源傳送層是一真正

43、的源目的或端目的或端端層。即在源計(jì)算機(jī)上的程序與端層。即在源計(jì)算機(jī)上的程序與目的機(jī)上的類似程序使報(bào)頭和控制報(bào)文進(jìn)行對(duì)話。目的機(jī)上的類似程序使報(bào)頭和控制報(bào)文進(jìn)行對(duì)話。 功能：從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，把它們傳到網(wǎng)絡(luò)層并保證這些數(shù)據(jù)全部功能：從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，把它們傳到網(wǎng)絡(luò)層并保證這些數(shù)據(jù)全部正確地到達(dá)另一端。正確地到達(dá)另一端。 具體內(nèi)容：在源主機(jī)與目的主機(jī)進(jìn)程之間提供可靠的端具體內(nèi)容：在源主機(jī)與目的主機(jī)進(jìn)程之間提供可靠的端端通信，端通信，確保能夠控制端到端的數(shù)據(jù)完整性。確保能夠控制端到端的數(shù)據(jù)完整性。 協(xié)議：協(xié)議：TCPTCP協(xié)議協(xié)議5.5.會(huì)話層會(huì)話層 用戶用戶( (即兩個(gè)表示層進(jìn)程即兩個(gè)表示層進(jìn)程)

44、 )之間的連接稱為會(huì)話。為了建立會(huì)話，用之間的連接稱為會(huì)話。為了建立會(huì)話，用戶必須提供希望連接的遠(yuǎn)程地址戶必須提供希望連接的遠(yuǎn)程地址( (會(huì)話地址會(huì)話地址) )，會(huì)話雙方首先需要彼此確，會(huì)話雙方首先需要彼此確認(rèn)，以證明它有權(quán)從事會(huì)話和接收數(shù)據(jù)，然后兩端必須同意在該會(huì)話中認(rèn)，以證明它有權(quán)從事會(huì)話和接收數(shù)據(jù)，然后兩端必須同意在該會(huì)話中的各種選擇項(xiàng)的各種選擇項(xiàng)( (例如半雙工或全雙工例如半雙工或全雙工) )的確定，在這以后開始數(shù)據(jù)傳輸。的確定，在這以后開始數(shù)據(jù)傳輸。 功能：控制建立或結(jié)束一個(gè)通信會(huì)話的進(jìn)程。功能：控制建立或結(jié)束一個(gè)通信會(huì)話的進(jìn)程。 具體內(nèi)容：檢查并決定一個(gè)正常的通信是否正在發(fā)生。如果

45、沒有發(fā)具體內(nèi)容：檢查并決定一個(gè)正常的通信是否正在發(fā)生。如果沒有發(fā)生，這一層在不丟失數(shù)據(jù)的情況下恢復(fù)會(huì)話，或根據(jù)規(guī)定，在會(huì)話不能生，這一層在不丟失數(shù)據(jù)的情況下恢復(fù)會(huì)話，或根據(jù)規(guī)定，在會(huì)話不能正常發(fā)生的情況下終止會(huì)話。正常發(fā)生的情況下終止會(huì)話。6.6.表示層表示層 要解決的問題：如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與機(jī)器無關(guān)。要解決的問題：如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與機(jī)器無關(guān)。 功能：通過一些編碼規(guī)則定義在通信中傳送這些信息所需要的傳送功能：通過一些編碼規(guī)則定義在通信中傳送這些信息所需要的傳送語法，實(shí)現(xiàn)不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換。語法，實(shí)現(xiàn)不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換。表示層提供兩類服務(wù)：相互通信的應(yīng)用進(jìn)程間交換

46、信息的表示方法與表表示層提供兩類服務(wù)：相互通信的應(yīng)用進(jìn)程間交換信息的表示方法與表示連接服務(wù)。示連接服務(wù)。 具體內(nèi)容：常用的轉(zhuǎn)換有正文壓縮、提供加密、解密；文件格式的具體內(nèi)容：常用的轉(zhuǎn)換有正文壓縮、提供加密、解密；文件格式的轉(zhuǎn)換；輸入輸出格式的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換；輸入輸出格式的轉(zhuǎn)換。7.7.應(yīng)用層應(yīng)用層 應(yīng)用層是應(yīng)用層是OSIOSI模型的最高層，實(shí)現(xiàn)的功能分兩大部份，即用戶應(yīng)用進(jìn)模型的最高層，實(shí)現(xiàn)的功能分兩大部份，即用戶應(yīng)用進(jìn)程和系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程。系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程管理系統(tǒng)資源，如優(yōu)化分配程和系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程。系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程管理系統(tǒng)資源，如優(yōu)化分配系統(tǒng)資源和控制資源的使用等。由管理進(jìn)程向系統(tǒng)各層發(fā)出下列

47、要求：系統(tǒng)資源和控制資源的使用等。由管理進(jìn)程向系統(tǒng)各層發(fā)出下列要求：請(qǐng)求診斷，提交運(yùn)行報(bào)告，收集統(tǒng)計(jì)資料和修改控制等。請(qǐng)求診斷，提交運(yùn)行報(bào)告，收集統(tǒng)計(jì)資料和修改控制等。 功能：規(guī)定在不同應(yīng)用情況下所允許的報(bào)文集合和對(duì)每個(gè)報(bào)文所采功能：規(guī)定在不同應(yīng)用情況下所允許的報(bào)文集合和對(duì)每個(gè)報(bào)文所采取的動(dòng)作。取的動(dòng)作。 具體內(nèi)容：這一層負(fù)責(zé)與其它高級(jí)功能的通信，如分布式數(shù)據(jù)庫和具體內(nèi)容：這一層負(fù)責(zé)與其它高級(jí)功能的通信，如分布式數(shù)據(jù)庫和文件傳輸。這一層解決了數(shù)據(jù)傳輸完整性的問題或與發(fā)送接收設(shè)備的文件傳輸。這一層解決了數(shù)據(jù)傳輸完整性的問題或與發(fā)送接收設(shè)備的速度不匹配的問題。速度不匹配的問題。8.1.4 IEEE

48、 8028.1.4 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802 IEEE 802課題組成立于課題組成立于19801980年年2 2月月(IEEE Standards Project 802)(IEEE Standards Project 802)，于，于19811981年底提出了年底提出了IEEE 802IEEE 802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，重要的是對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層又劃分出兩局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，重要的是對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層又劃分出兩個(gè)子層。個(gè)子層。IEEE 802IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層分為標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層LLCLLC和和介質(zhì)訪問介質(zhì)訪問( (存取存取) )控制子層控制子層MAC

49、MAC。IEEE 802IEEE 802為局部網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)，為局部網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)，包括以下內(nèi)容：包括以下內(nèi)容：IEEE 802.1IEEE 802.1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連；：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連；IEEE 802.2IEEE 802.2：邏輯鏈路控制；：邏輯鏈路控制；IEEE 802.3IEEE 802.3：CSMACSMACDCD總線訪問方法總線訪問方法 和物理層技術(shù)規(guī)范；和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.4IEEE 802.4：Token Passing BusToken Passing Bus訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.5IEEE 802.5：

50、Token Passing RingToken Passing Ring訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.6IEEE 802.6：城市網(wǎng)絡(luò)訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；：城市網(wǎng)絡(luò)訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.7IEEE 802.7：為寬帶網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；：為寬帶網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.8IEEE 802.8：為光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；：為光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.9IEEE 802.9：為集成聲音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。：為集成聲音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 物理信號(hào)層物理信號(hào)層(PS)(PS)：完成數(shù)據(jù)的封裝拆裝、數(shù)據(jù)的發(fā)送接收管理：完成數(shù)據(jù)的封裝拆裝、數(shù)據(jù)的發(fā)送接收管理等功能，并

51、通過介質(zhì)存取部件等功能，并通過介質(zhì)存取部件( (也稱收發(fā)器也稱收發(fā)器) )收發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)。收發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)。 介質(zhì)存取控制層介質(zhì)存取控制層(MAC)(MAC)：支持介質(zhì)存取，并為邏輯鏈路控制層提供：支持介質(zhì)存取，并為邏輯鏈路控制層提供服務(wù)。它支持的介質(zhì)存取法包括：載波檢測多路存取沖突檢測服務(wù)。它支持的介質(zhì)存取法包括：載波檢測多路存取沖突檢測(CSMA(CSMACD)CD)、令牌總線、令牌總線(Token Bus)(Token Bus)和令牌環(huán)和令牌環(huán)(Token Ring)(Token Ring)。 邏輯鏈路控制層邏輯鏈路控制層(LLC)(LLC)：支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路功能、數(shù)據(jù)流控制、命令解：支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路

52、功能、數(shù)據(jù)流控制、命令解釋及產(chǎn)生響應(yīng)等，并規(guī)定局部網(wǎng)絡(luò)邏輯鏈路控制協(xié)議釋及產(chǎn)生響應(yīng)等，并規(guī)定局部網(wǎng)絡(luò)邏輯鏈路控制協(xié)議(LNLLC)(LNLLC)。 此外，網(wǎng)絡(luò)層也有變化。在此外，網(wǎng)絡(luò)層也有變化。在IEEE 802IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)中，定義了三種主要的局標(biāo)準(zhǔn)中，定義了三種主要的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它們的介質(zhì)訪問控制分別是：域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它們的介質(zhì)訪問控制分別是：CSMACSMACD(IEEE 802CD(IEEE 8023)3)、令牌總線令牌總線(IEEE 802(IEEE 8024)4)、令牌環(huán)、令牌環(huán)(IEEE 802(IEEE 8025)5)。 8.1.5 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià)和選型1.1.工業(yè)網(wǎng)

53、絡(luò)的性能評(píng)價(jià)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià) 2.2.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型 (1)(1)大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 (2)(2)中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià)1.1.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià) 性能性能評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)指標(biāo)：吞吐能力、穩(wěn)定性、確定性、可靠性和靈活性。指標(biāo)：吞吐能力、穩(wěn)定性、確定性、可靠性和靈活性。 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的主流拓?fù)渲髁魍負(fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線形和環(huán)形。結(jié)構(gòu)：總線形和環(huán)形。令牌環(huán)與令牌總線的性能比較：令牌環(huán)與令牌總線的性能比較： 傳輸速率：環(huán)形是點(diǎn)到點(diǎn)連接，傳輸效率高；總線形是多點(diǎn)連傳輸速率：環(huán)形是點(diǎn)到點(diǎn)連接，傳輸效率高；總

54、線形是多點(diǎn)連接，在總線上形成邏輯環(huán)，邏輯環(huán)不固定，令牌傳遞和維護(hù)算法比接，在總線上形成邏輯環(huán)，邏輯環(huán)不固定，令牌傳遞和維護(hù)算法比環(huán)形復(fù)雜。環(huán)形復(fù)雜。 吞吐能力：令牌環(huán)數(shù)據(jù)吞吐能力高于令牌總線，原因在于控制吞吐能力：令牌環(huán)數(shù)據(jù)吞吐能力高于令牌總線，原因在于控制結(jié)構(gòu)上的差異。令牌總線是廣播式，數(shù)據(jù)、令牌、回答都要獨(dú)占介結(jié)構(gòu)上的差異。令牌總線是廣播式，數(shù)據(jù)、令牌、回答都要獨(dú)占介質(zhì)；令牌是順序循環(huán)訪問，一定條件下有并行工作的特性，其數(shù)據(jù)、質(zhì)；令牌是順序循環(huán)訪問，一定條件下有并行工作的特性，其數(shù)據(jù)、令牌、回答可同時(shí)傳遞。令牌、回答可同時(shí)傳遞。 穩(wěn)定性：在負(fù)載變化的環(huán)境中，令牌環(huán)的穩(wěn)定性較令牌總線好。穩(wěn)定

55、性：在負(fù)載變化的環(huán)境中，令牌環(huán)的穩(wěn)定性較令牌總線好。 確定性：兩種控制結(jié)構(gòu)的通訊方式一樣，確定性相同。確定性：兩種控制結(jié)構(gòu)的通訊方式一樣，確定性相同。 靈活性：總線是無源連接，信息傳輸又不需轉(zhuǎn)發(fā)，增減結(jié)點(diǎn)都靈活性：總線是無源連接，信息傳輸又不需轉(zhuǎn)發(fā)，增減結(jié)點(diǎn)都無須斷開原系統(tǒng)，可靠形和靈活性強(qiáng)于令牌環(huán)。無須斷開原系統(tǒng)，可靠形和靈活性強(qiáng)于令牌環(huán)。2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型（1 1）大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型）大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型分散型控制模式，分三級(jí)：分散型控制模式，分三級(jí)： 分散過程控制級(jí)分散過程控制級(jí) 集中操作監(jiān)控級(jí)集中操作監(jiān)控級(jí) 綜合信息管理級(jí)綜合信息管理級(jí) （2 2）中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型）中小型系

56、統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型(1)(1)大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 大型系統(tǒng)常采用分散型控制的模式，系統(tǒng)主要分為三級(jí)，并大型系統(tǒng)常采用分散型控制的模式，系統(tǒng)主要分為三級(jí)，并采用縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)選型可按以下考慮。采用縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)選型可按以下考慮。 分散過程控制級(jí)分散過程控制級(jí)：主要完成自動(dòng)調(diào)節(jié)和程序控制，可靠性、：主要完成自動(dòng)調(diào)節(jié)和程序控制，可靠性、實(shí)時(shí)性要求較高。系統(tǒng)一般按調(diào)節(jié)回路或設(shè)備分布，呈典型遞階實(shí)時(shí)性要求較高。系統(tǒng)一般按調(diào)節(jié)回路或設(shè)備分布，呈典型遞階控制特性，橫向聯(lián)系少。該級(jí)數(shù)據(jù)量不大，數(shù)據(jù)包較短，地理分控制特性，橫向聯(lián)系少。該級(jí)數(shù)據(jù)量不大，數(shù)據(jù)包較短，地理分布區(qū)域也

57、較小。采用令牌總線、主從總線或星形結(jié)構(gòu)比較合適，布區(qū)域也較小。采用令牌總線、主從總線或星形結(jié)構(gòu)比較合適，從性能價(jià)格比考慮，主從總線結(jié)構(gòu)最佳。從性能價(jià)格比考慮，主從總線結(jié)構(gòu)最佳。 集中操作監(jiān)控級(jí)集中操作監(jiān)控級(jí)：該級(jí)數(shù)據(jù)處理量較大，數(shù)據(jù)包較長且規(guī)：該級(jí)數(shù)據(jù)處理量較大，數(shù)據(jù)包較長且規(guī)整，實(shí)時(shí)性、可靠性、靈活性也較高。系統(tǒng)一般按設(shè)備和功能混整，實(shí)時(shí)性、可靠性、靈活性也較高。系統(tǒng)一般按設(shè)備和功能混合分布，橫向聯(lián)系較多。因此，該級(jí)采用令牌總線較好。合分布，橫向聯(lián)系較多。因此，該級(jí)采用令牌總線較好。 綜合信息管理級(jí)綜合信息管理級(jí)：該級(jí)數(shù)據(jù)多且傳輸量大，系統(tǒng)按功能橫：該級(jí)數(shù)據(jù)多且傳輸量大，系統(tǒng)按功能橫向分布，

58、地域范圍廣，靈活性要求較低，工作站容量大。因此，向分布，地域范圍廣，靈活性要求較低，工作站容量大。因此，本級(jí)宜采用令牌環(huán)結(jié)構(gòu)。本級(jí)宜采用令牌環(huán)結(jié)構(gòu)。 (2)(2)中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 對(duì)只有集中操作監(jiān)控級(jí)和分散過程控制級(jí)的中小型系統(tǒng)：兩級(jí)同對(duì)只有集中操作監(jiān)控級(jí)和分散過程控制級(jí)的中小型系統(tǒng)：兩級(jí)同時(shí)使用令牌總線。時(shí)使用令牌總線。 對(duì)傳輸量大、結(jié)點(diǎn)少且分散的場合：監(jiān)控級(jí)直接選用令牌環(huán)較好。對(duì)傳輸量大、結(jié)點(diǎn)少且分散的場合：監(jiān)控級(jí)直接選用令牌環(huán)較好。 老企業(yè)技術(shù)改造：星形結(jié)構(gòu)。老企業(yè)技術(shù)改造：星形結(jié)構(gòu)。8.2 8.2 基于串行總線的測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基于串行總線的測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)8.

59、2.1 RS-232/RS-422/RS-485串行通信總線8.2.2 RS-485總線測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)8.2.3 RS-485總線測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例8.2.1 RS-232/422/4858.2.1 RS-232/422/485串行通信總線串行通信總線 （1 1）平衡和不平衡傳輸方式）平衡和不平衡傳輸方式不平衡傳輸方式不平衡傳輸方式存在共模干擾存在共模干擾 （2 2）RS-232CRS-232C單線傳輸?shù)鼐€作為信號(hào)回路雙絞線，自成回路單線輸入雙端差動(dòng)輸入 （3 3）RS-422A/ RS-485RS-422A/ RS-485全雙工工作方式半雙工工作方式（4 4）RS-485RS-485多點(diǎn)互連多點(diǎn)

60、互連8.2.2 RS-485總線測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 基于RS-485的分布式測控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖8.2.2 RS-485總線測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)l由于由于PC或或IPC一般只配有傳統(tǒng)的一般只配有傳統(tǒng)的RS-232C接口，為了在實(shí)接口，為了在實(shí)際應(yīng)用中把處于遠(yuǎn)距離的兩臺(tái)或多臺(tái)帶有際應(yīng)用中把處于遠(yuǎn)距離的兩臺(tái)或多臺(tái)帶有RS-485接口的接口的模塊連接起來，進(jìn)行通訊或組成分布式系統(tǒng)，不能直接應(yīng)模塊連接起來，進(jìn)行通訊或組成分布式系統(tǒng)，不能直接應(yīng)用用RS-232C連接，需要使用連接，需要使用RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)（如轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)（如ADAM-4520模塊）來解決。應(yīng)用模塊）來解決。應(yīng)用RS-485聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的主從聯(lián)