第2章工業(yè)通信基礎(chǔ)

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua1本章內(nèi)容2.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)

1.工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的基本概念

2.數(shù)據(jù)編碼

3.數(shù)據(jù)傳輸

4.差錯控制2.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)

1.網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介

2.工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问?/p>

3.介質(zhì)訪問控制方式2.3開放系統(tǒng)互連參考模型

1.OSI參考模型

2.網(wǎng)絡(luò)互連

3.現(xiàn)場總線通信協(xié)議模型

●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua22.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的基本概念工業(yè)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通信的基本任務(wù)為實現(xiàn)真正的企業(yè)ERP提供全生命周期的設(shè)備和現(xiàn)場數(shù)據(jù)?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua32.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的基本概念工業(yè)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通信的技術(shù)基礎(chǔ)主要涉及通信協(xié)議、信號編碼、數(shù)據(jù)傳輸和交換、安全、通信控制和軟硬件平臺等。工業(yè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成主要由數(shù)據(jù)信息的發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、傳輸介質(zhì)、傳輸報文、通信協(xié)議等組成?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua42.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的基本概念數(shù)據(jù)通信的一些基本術(shù)語數(shù)據(jù)(Data)：數(shù)據(jù)是任何描述物體概念、情況、形勢的事實、數(shù)字、字母和符號。也可以說數(shù)據(jù)是傳遞（攜帶）信息的實體，信息(Information)則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋模擬(Analog)數(shù)據(jù)；數(shù)字(Digital)數(shù)據(jù)。信號(Signal)：數(shù)據(jù)的物理量編碼（通常為電編碼），數(shù)據(jù)以信號的形式傳播模擬信號；數(shù)字信號

?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua52.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的基本概念數(shù)據(jù)通信的一些基本術(shù)語信道(Channel)：傳送信息的線路（或通路）。數(shù)字信道。模擬信道。數(shù)字通信的優(yōu)點僅在不得已的情況下，才會采用模擬通信。如用modem通過撥號線路傳輸數(shù)字信號?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua62.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的基本概念數(shù)據(jù)通信的一些基本術(shù)語信道帶寬（BandWidth）信道容量(Channelcapacity)

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2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua72.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的基本概念數(shù)據(jù)通信的一些基本術(shù)語碼元(CodeCell)：時間軸上的一個信號編碼單元。數(shù)據(jù)傳輸速率比特率(BitRate)：數(shù)據(jù)傳輸速率(bps，b/s)。每妙鐘傳遞的bit數(shù)。波特率（BaudRate）：信號傳輸速率（baud）。每秒鐘傳遞的信號脈沖（波形）數(shù)。還可以說是每秒鐘傳送的碼元數(shù)。誤碼率(Biterrorrate)：信道傳輸?shù)目煽啃灾笜?biāo)

P=錯誤的位數(shù)/傳輸?shù)目偽粩?shù)

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2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua82.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼？工業(yè)數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)的任務(wù)通過編碼把一種組合與一個確定的內(nèi)容聯(lián)系起來。編碼要得到通信各方的認(rèn)同?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua92.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼編碼種類不同類型的信號在不同類型的信道上傳輸有4種組合，每一種相應(yīng)地需要進(jìn)行不同的編碼處理。編碼和調(diào)制用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua102.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼定義：用高低電平的矩形脈沖信號來表示數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)。數(shù)字編碼的種類有：單極性碼、雙極性碼、歸零碼、非歸零碼、差分碼、Manchester編碼等。非歸零碼曼徹斯特編碼●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua112.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制編碼定義：用模擬信號來表示數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)。常用技術(shù)幅移鍵控，調(diào)幅頻移鍵控，調(diào)頻。相移鍵控，調(diào)相基本原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。

舉例說明：PSK：用載波的兩個不同振幅表示0(0v)和1(+5v)FSK：用載波的兩個不同頻率表示0(1.2KHz)和1(2.4KHz)?，F(xiàn)場總線的HART通信信號采用這種編碼方式。PSK：用載波的起始相位的變化表示0(同相)和1(反相)●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua122.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)通信方式（數(shù)據(jù)流動方向）單工半雙工全雙工數(shù)據(jù)傳輸方式串行傳輸并行傳輸●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua132.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸方式在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，各種處理工作都是在一定的時序脈沖控制下進(jìn)行的，收發(fā)端工作的協(xié)調(diào)一致性是實現(xiàn)信息傳輸?shù)年P(guān)鍵，這就是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的傳輸同步問題。并行通信串行通信異步傳輸和同步傳輸是解決串行通信同步傳輸?shù)姆椒??！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua142.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸方式異步傳輸異步傳輸使用的是字符同步方式。同步傳輸

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數(shù)據(jù)同步方式位同步（bitsynchronous）：目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步。面向位塊的同步傳輸面向字符塊的同步傳輸●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

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信號傳輸模式基帶傳輸載波傳輸頻帶傳輸異步轉(zhuǎn)移模式●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua172.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)差錯控制產(chǎn)生差錯的原因：信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變；信號反射；串?dāng)_；閃電、大功率電機(jī)的啟停等。線路傳輸差錯是不可避免的，但要盡量減小其影響。如何提高通信質(zhì)量？采用高質(zhì)量的通信線路在外部采取抗干擾措施●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua182.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)差錯控制如何提高通信質(zhì)量？采用差錯控制方法一種軟的控制技術(shù)。它容忍差錯的存在，但能夠發(fā)現(xiàn)，并設(shè)法加以糾正。這是普遍采用的提高通信質(zhì)量的方法。原理檢測碼糾錯碼●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua192.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)差錯控制奇偶校驗（ParityChecking）原理舉例：原始數(shù)據(jù)=1100010，采用偶校驗。則增加校驗位后的數(shù)據(jù)為11100010

若接收方收到的字節(jié)奇偶結(jié)果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤。判斷結(jié)果：奇偶校驗只能檢測出奇數(shù)個比特位錯，對偶數(shù)個比特位錯則無能為力。●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua202.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)差錯控制循環(huán)冗余校驗（CRC,CyclicRedundancyCheck）

一種通過多項式除法檢測錯誤的方法。檢錯思想校驗和計算方法若G(x)為r階，原幀為m位，其多項式為M(x)，則在原幀后面添加r個0，幀成為m+r位，相應(yīng)多項式xrM(x)按模2除法用對應(yīng)于G(x)的位串去除對應(yīng)于xrM(x)的位串，得出余數(shù)按模2加法把xrM(x)的位串與余數(shù)相加，結(jié)果就是要傳送的帶校驗和的幀的多項式T(x)

T(x)=xrM(x)+[xrM(x)MOD2G(x)]●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua212.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)差錯控制循環(huán)冗余校驗（CRC,CyclicRedundancyCheck）舉例●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua222.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)差錯控制循環(huán)冗余校驗（CRC,CyclicRedundancyCheck）請再做一個驗證：傳送數(shù)據(jù)為：110011多項式比特序列為：11001（最高階為4）帶有CRC檢驗碼的接收比特序列為：1100111001其實CRC中的生成多項式不是隨便選定的。它的結(jié)構(gòu)和檢錯效果是要經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析與實驗后確定的。目前已有多種生成多項式被列為了國際標(biāo)準(zhǔn)，如：CRC-12G(x)=x12+x11+x3+x2+x1+1

CRC-16G(x)=x16+x15+x2+1

CRC錯誤檢測方法大約能檢查出99.95%以上的錯誤?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua232.1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)差錯控制海明碼海明碼是一種可以糾正一位差錯的高效率線性分組糾錯碼。海明嗎有一套較為復(fù)雜的編碼、檢錯和糾錯方法。海明距離海明碼的檢錯和糾錯能力可以用海明距離來表示，海明距離越大，檢錯和糾錯能力也越強(qiáng)，但所需要冗余的信息也越多。如果需檢測出d個錯誤，則海明距離至少應(yīng)為d+1；如果要能糾正d個錯誤，則編碼集中的海明距離至少應(yīng)為2d+1?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua242.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介有線傳輸介質(zhì)：包括雙絞線、同軸電纜和光纖。無線傳輸介質(zhì)：包括無線電、微波、衛(wèi)星、移動通信等各種通信介質(zhì)。

工業(yè)通信中常用的是有線傳輸介質(zhì)。雙絞線（twistedpair)什么是雙絞線？作用？計算機(jī)局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的雙絞線有屏蔽和非屏蔽之分。屏蔽雙絞線(STP，ShieldedTwistedPair)特點非屏蔽雙絞線(UTP，UnshieldedTwistedPair)分類和特點●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua252.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介同軸電纜(coaxialcable)什么是同軸電纜？同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜作用優(yōu)點和缺點

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2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua262.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介光纜(opticalfiber)：即光導(dǎo)纖維。根據(jù)制作材料的不同，分為玻璃光纖、塑料光纖等，玻璃光纖價格要高于塑料光纖，但其性能也高于后者。特點：依靠光波承載信息；速率高，通信容量大，僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（＞100Gb/s）；傳輸損耗小，適合長距離傳輸；抗干擾性能極好，保密性好；輕便；價格高，連接不方便?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua272.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介光纖通信的原理

見圖，入射角∠１∠２∠３逐漸增大，∠1’∠2’是折射角，光纖通信的原理，是基于光線由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，在入射角足夠大的情況下會發(fā)生全反射的特性射角達(dá)到∠3時，發(fā)生全反射，即光波能量幾乎全部反射，這樣才可以達(dá)到長距離高速傳輸?shù)哪康??！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua282.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介光傳輸系統(tǒng)：光源、介質(zhì)、光檢測器光源:850nm/1300nm/1500nm，發(fā)光二極管/激光二極管介質(zhì):光纖光檢測器:光電二極管PIN/雪崩二極管APD●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua292.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介無線通信：主要有微波、紅外和激光等。適合于在地理上或安裝上有要求的場合，或頻繁移動的設(shè)備。在實際工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的底層使用的不多?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua302.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问?/p>

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)湫问骄褪枪?jié)點的互連形式。常見的是：總線型、環(huán)形、星形和樹形等?？偩€型：通過一條總線電纜作為傳輸介質(zhì)，各節(jié)點通過接口接入總線。是工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中最常用的一種拓?fù)湫问?。特點：通信可以是點對點方式，也可以是廣播方式；接入容易，擴(kuò)展方便；節(jié)省電纜?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua312.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问叫切闻c樹形：在星形拓?fù)渲?，每個節(jié)點通過點對點連接到中央節(jié)點，任何節(jié)點之間的通信都通過中央節(jié)點進(jìn)行。樹形拓?fù)涫切切瓮負(fù)涞淖兎N。常用于節(jié)點密集的地方，在商業(yè)和民用網(wǎng)絡(luò)中使用較多。特點維護(hù)、管理簡單；每個結(jié)點的通信負(fù)擔(dān)很小，所以沖突小?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua322.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问江h(huán)形：通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點點對點的鏈路的連接，構(gòu)成一個環(huán)路。信號在環(huán)路上從一個設(shè)備到另一個設(shè)備單向傳輸，直到信號到達(dá)目的地為止。特點各節(jié)點以令牌方式實現(xiàn)對共享介質(zhì)的訪問控制；使用光纜等傳輸介質(zhì)，傳輸率高，適合于工業(yè)環(huán)境；一個設(shè)備故障會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，因此在一些重要的場合需要采用雙環(huán)?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua332.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式定義：

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，不管是采用什么樣的拓?fù)湫问竭B接，傳輸介質(zhì)總是作為各站點的共享資源的。將傳輸介質(zhì)的頻帶有效地分配給網(wǎng)絡(luò)上各站點的用戶的方法稱為介質(zhì)訪問控制方法或協(xié)議。介質(zhì)訪問控制方法對網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間、吞吐量和效率起著十分重要的作用。各種局域網(wǎng)的性能在很大程度上取決于所選用的介質(zhì)訪問控制協(xié)議。多路復(fù)用技術(shù)定義：在實際的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為了有效地利用通信電路，總是利用一個信道同時傳輸多路信號。多路復(fù)用技術(shù)就是把多路信號在單一的傳輸線路上用單一的傳輸設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。在遠(yuǎn)距離傳輸時，多路復(fù)用技術(shù)可以大大節(jié)省電纜的安裝和維護(hù)費用?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua342.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)種類：頻分多路復(fù)用和時分多路復(fù)用?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua352.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式

多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing）在物理信道能提供比單路原始信號寬得多的帶寬的情況下，可以把該物理信道的總帶寬分割成若干個與單路信號帶寬相同（為了避免相互干擾也可以稍微寬一點）的子信道，每個子信道傳輸一路信號，這就是頻分多路復(fù)用（FDM）。●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua362.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式多路復(fù)用技術(shù)時分多路復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing）若傳輸介質(zhì)能達(dá)到的位傳輸速率超過單一信號源所需要的數(shù)據(jù)傳輸率，就可以采用時分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)。它是將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地給多個信號源使用。●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua372.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式

多路復(fù)用技術(shù)時分多路復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing） 同步時分異步時分（統(tǒng)計時分●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua382.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式

多路復(fù)用技術(shù)時分多路復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing）異步時分（統(tǒng)計時分）輪轉(zhuǎn)

預(yù)約

爭用●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua392.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式

帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD載波監(jiān)聽多路訪問網(wǎng)絡(luò)站點監(jiān)聽載波是否存在，即判斷信道是否被占用，并采取相應(yīng)的措施，它是一種爭用協(xié)議。原則：發(fā)前監(jiān)聽，空閑即發(fā)，忙時等待。不足：帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問該方式可以提高總線的利用率，這種協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)為IEC802.3就是以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，已在局域網(wǎng)中廣泛使用。原則：發(fā)前先偵聽，空閑即發(fā)送，邊發(fā)邊檢測，沖突時退避?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua402.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式令牌環(huán)（TokenRing）介質(zhì)訪問方式定義工作過程誰可以發(fā)送幀，是由一個沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“令牌”（TOKEN）的特殊幀來控制的。只有拿到令牌的站可以發(fā)送幀，而沒有拿到令牌的站只能等待。拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)變成訪問控制頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。數(shù)據(jù)幀通過任何一個站點(除源站點外)時，該站點都要把幀的目的地址和本站地址相比較：如果地址相符合，則將幀拷貝到接收緩沖器，供高層軟件處理，同時將幀送回環(huán)中；如果地址不符合，則直接將幀送回環(huán)中。數(shù)據(jù)循環(huán)一周后由發(fā)送站回收?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua412.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式

令牌環(huán)（TokenRing）介質(zhì)訪問方式工作過程舉例●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua422.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式令牌總線（TokenBus）介質(zhì)訪問方式定義工作過程特點因為只有擁有令牌的站點才能發(fā)送數(shù)據(jù)幀到總線，所以就避免了沖突；令牌總線的幀可以設(shè)置得很短，和CSMA/CD相比，這樣減少了開銷，相當(dāng)于增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。令牌總線是現(xiàn)場總線中最常用的介質(zhì)控制方式，比如PROFIBUS?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua432.2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)介質(zhì)訪問控制方式令牌總線（TokenBus）介質(zhì)訪問方式舉例

●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua442.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型OSI的產(chǎn)生20世紀(jì)70年代以后，計算機(jī)應(yīng)用迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也初現(xiàn)端倪；70年代中、后期，各計算機(jī)廠家先后都推出了自己的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。操作平臺、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、硬件接口等互不兼容，限制了網(wǎng)絡(luò)的開放、共享，以及商業(yè)利潤的提高。OSI參考模型產(chǎn)生過程●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua452.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型OSI模型OSI參考模型的出現(xiàn)促進(jìn)了數(shù)據(jù)通信和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，OSI提供了概念性和功能性的結(jié)構(gòu)劃分，將開放系統(tǒng)劃分為7個層次?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua462.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型分層的好處結(jié)構(gòu)簡單

關(guān)系簡化相對獨立構(gòu)造靈活●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua472.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型分層的原則根據(jù)不同抽象層次的需要進(jìn)行分層，即當(dāng)有大量的通信任務(wù)相近的性質(zhì)時，就應(yīng)當(dāng)設(shè)立一個相應(yīng)的層次；每一層應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)一個明確定義的功能；每一層功能的選擇應(yīng)當(dāng)有助于制定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)；層與層之間的邊界應(yīng)該選擇在通過邊界的信息量盡量少的地方；層數(shù)應(yīng)足夠多但也不能太多。●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua482.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型OSI對等通信的實質(zhì)OSI參考模型禁止不同主機(jī)的對等層之間的直接通信。(想一想，為什么?)實際上，每一層必須依靠相鄰層提供的服務(wù)來與另一臺主機(jī)的對應(yīng)層通信。上層使用下層提供的服務(wù)——Serviceuser；下層向上層提供服務(wù)——Serviceprovider?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua492.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型OSI對等通信的實質(zhì)實質(zhì)：

對等層實體之間虛擬通信；下層向上層提供服務(wù)；實際通信在最底層完成?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua502.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型協(xié)議數(shù)據(jù)單元OSI參考模型中，對等層協(xié)議之間交換的信息單元統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU,ProtocolDataUnit)。傳輸層及以下各層的PDU另外還有各自特定的名稱：傳輸層——數(shù)據(jù)段（Segment）網(wǎng)絡(luò)層——分組（數(shù)據(jù)報）（Packet）數(shù)據(jù)鏈路層——數(shù)據(jù)幀（Frame）物理層——比特（Bit）●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua512.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型數(shù)據(jù)封裝一臺計算機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)到另一臺計算機(jī)，數(shù)據(jù)首先必須打包，打包的過程成為封裝。封裝就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。發(fā)送郵件的例子：信裝入寫有源地址和目的地址的信封中發(fā)送，還要寫明用航空或掛號…?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua522.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型OSI參考模型中每一層都要依靠下一層提供的服務(wù)為了提供服務(wù)，下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)封裝，然后加入本層的頭部（和尾部）。頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息。這樣，數(shù)據(jù)自上而下遞交的過程實際上就是不斷封裝的過程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。由此可知，在物理線路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其外面實際上被包封了多層“信封”。但是，某一層只能識別由對等層封裝的“信封”，而對于被封裝在“信封”內(nèi)部的數(shù)據(jù)僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua532.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型中各層的作用物理層（PhysicalLayer）概述實現(xiàn)在物理媒體上透明地傳送原始比特流。定義了激活、維護(hù)和關(guān)閉終端用戶之間機(jī)械的、電氣的、過程的和功能的特性。需要解決的典型問題實現(xiàn)的基本功能●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua542.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型中各層的作用數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）概述在物理線路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，使之對網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無錯的線路。需要解決的典型問題實現(xiàn)的基本功能●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua552.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型中各層的作用網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）概述在源端與目的端之間建立、維護(hù)、終止網(wǎng)絡(luò)的連接。

需要解決的典型問題實現(xiàn)的基本功能●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua562.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型中各層的作用傳輸層（TransportLayer）概述為源端主機(jī)到目的端主機(jī)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；屏蔽各類通信子網(wǎng)的差異，使上層不受通信子網(wǎng)技術(shù)變化的影響。傳輸層以上各層：面向應(yīng)用；以下各層：面向傳輸。傳輸層位于資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的交界處，起著承上啟下的作用。與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉。如何平衡取決于兩者的功能劃分。真正意義上的從源到目標(biāo)實現(xiàn)“端到端”連接的層?！窆I(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

2007.2V2.0現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程CopyrightbyWangYonghua572.3開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型中各層的作用傳輸層（TransportLayer）需要解決的典型問題實現(xiàn)的基本功能●工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識

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