第二章-数据通信资料优秀PPT.ppt

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1、其次章数据通信分散限制系统与现场总线限制系统课件什么是通信？通信就是信息从一处传输到另一处的过程。通信系统的基本组成发送装置接收装置信 道信 息发送装置将信息送上信道，信息由信道传送给接收装置。数据通信原理基本概念及术语数据信息数据信息 具具有有确确定定编编码码、格格式式和和字字长长的的数数字字信信息息被被称称为为数数据据信信息。息。数据通信原理基本概念及术语传输速率传输速率信道在单位时间内传输的信息量。一般以每秒钟所能够传输的比特数来表示，常记为bps或b/s。数据通信原理基本概念及术语传输方式传输方式单工工(Simplex)方式信息只能沿单方向传输的通信方式称为单工方式半双工半双工(Hal

2、f duplex)方式信息可以沿着两个方向传输，但在某一时刻只能沿一个方向传输的通信方式称为半双工方式，全双工全双工(Full duplex)方式信息可以同时沿着两个方向传输的通信方式称为全双工方式 数据通信原理基本概念及术语发送装置接收装置单 向 信 道发送装置接收装置单 向 信 道发送装置接收装置双 向 信 道单工单工(Simplex)方式方式 半双工半双工(Half duplex)方式方式 全双工全双工(Full duplex)方式方式 数据通信原理基本概念及术语基带传输、载带传输与宽带传输基带传输、载带传输与宽带传输 基带传输计算机中的信息是以二进制形式存在的，这些二进制信息可以用一系

3、列的脉冲信号来表示，所谓基带传输，就是干脆将这些脉冲信号通过信道进行传输。载带传输基带传输不适用于远距离数据传输。当传输距离较远时，须要进行调制。用基带信号调制载波之后，在信道上传输调制后的载波信号，这就是载带传输。数据通信原理基本概念及术语基带传输、载带传输与宽带传输基带传输、载带传输与宽带传输 宽带传输 假如要在一条信道上同时传送多路信号，各路信号可以不同的载波频率加以区分，每路信号以载波频率为中心占据确定的频带宽度，整个信道的带宽为各路载波信号所共享，实现多路信号同时传输，这就称之为宽带传输。数据通信原理基本概念及术语发送装置接收装置信 道 基带传输基带传输 发送装置接收装置信 道 载带

4、传输载带传输 发送装置接收装置信 道 宽带传输宽带传输 数据通信原理基本概念及术语异步传输与同步传输异步传输与同步传输异步传输 在异步传输中，信息以字符为单位进行传输，每个信息字符都具有自己的起始位和停止位，一个字符中的各个位是同步的，但字符与字符之间的时间间隔是不确定的。数据通信原理基本概念及术语异步传输与同步传输异步传输与同步传输同步传输在同步传输中，信息不是以字符而是以数据块为单位进行传输的。通信系统中有特地用来使发送装置和接收装置保持同步的时钟脉冲，使两者以同一频率连续工作，并且保持确定的相位关系。在这一组数据或一个报文之内不须要启停标记，所以可以获得较高的传输速度。数据通信原理基本概

5、念及术语串行传输与并行传输串行传输与并行传输串行传输串行传输是把构成数据的各个二进制位依次在信道上进行传输的方式；并行传输并行传输是把构成数据的各个二进制位同时在信道上进行传输的方式。数据通信原理基本概念及术语串行传输与并行传输串行传输与并行传输发送装置接收装置串行传输串行传输 1 0 0 1 0 1 0 0 并行传输并行传输 发送装置接收装置1 0 0 1 0 1 0 0数据通信原理二进制数据的表示方法（基带传输）(1)信息传输有平衡传输和非平衡传输 平衡传输时，无论0还是1均有规定的传输格式；非平衡传输时，只有1被传输，而0则以在指定的时刻没有脉冲信号来表示。(2)依据对零电平的关系，信息

6、传输可以分为归零传输和不归零传输。归零传输是指在每一位二进制信息传输之后均让信号返回零电平；不归零传输是指在每一位二进制信息传输之后让信号保持原电平不变。数据通信原理二进制数据的表示方法（基带传输）(3)依据信号的极性，信息传输分为单极性传输和双极性传输。单极性是指脉冲信号的极性是单方向的，双极性是指脉冲信号有正和负两个方向。数据通信原理二进制数据的表示方法（基带传输）tttttttt11 11 1000时钟脉冲数 据(a)(b)(c)(d)(e)(f)平衡、归零、双极性；平衡、归零、单极性；平衡、不归零、单极性；非平衡、归零、双极性；非平衡、归零、单极性；非平衡、不归零、单极性；数据通信原理

7、二进制数据的表示方法（载带传输）调幅；1tttt1100(a)(b)(c)数据调频；调相 数据通信原理数据交换方式数据交换线路交换报文交换分组交换虚电路数据报存储转发交换数据通信原理数据交换方式线路交换通信过程：(1)线路建立(2)数据通信(3)线路拆除1.线路交路交换方式方式数据通信原理数据交换方式存储转发存储转发存储转发存储转发 M1M2 M1M2M2 M1 M12.存存储转发交交换方式方式（1）报文交文交换方式方式数据通信原理数据交换方式12ABYXIIIIIIIVABYXIIIIIIIVABYXIIIIIIIV121212连接建立数据传输连接释放2.存存储转发交交换方式方式（2）报文分

8、文分组交交换方式方式-虚虚电路方法路方法数据通信原理数据交换方式124 3124342341314243112432.存存储转发交交换方式方式（2）报文分文分组交交换方式方式-数据数据报方法方法数据通信原理信道 所谓信道，系指发送装置和接收装置之间的信息传输通路，它包括传输介质和有关的中间设备。数据通信原理信道v 双绞线v 同轴电缆v 光缆v 无线传输（无线电波，微波，红外线）1.传输介介质数据通信原理信道1.传输介介质双绞线同轴电缆光缆数据通信原理信道1.传输介介质发送端接收端无线电波地表面发送端接收端大气层中的电离层地表面（a）（b）无线电波数据通信原理信道1.传输介介质微波微波地表面数据

9、通信原理信道传输距离（km）传输速率（Mbps）0.010.11100.010.1110双绞线同轴电缆光缆1.传输介介质数据通信原理信道v 双绞线：v 连接特殊简洁，只要通过一般的接线端子就可以把各种设备与通信网络连接起来，不须要任何专用设备。v 同轴电缆v 一般要通过专用的“”形连接器进行连接。这种连接器类似于闭路电视中的连接器，构造比较简洁，而且已经形成了一系列的标准件，应用起来特别便利。2.连接方式接方式Pin光电二极管选择开关LED光二极管+12345光脉冲输入接收电路发送数据控制信号光脉冲输 出数据通信原理信道v 光缆 2.连接方式接方式数据通信原理信道v 光缆v 光脉冲输入信号经p

10、in光电二极管转换为低电平的电压信号。这个信号经放大器1、2放大后再经过发光二极管LED转换为光脉冲信号输出。放大器1输出的信号还经过放大器3送往接收电路。当发送数据时，选择开关切换到下面，通过放大器4发送数据。限制信号通过驱动器5限制选择开关的切换。2.连接方式接方式数据通信原理信道 介质介质 特点特点项目项目双绞线双绞线 同轴电缆同轴电缆 光缆光缆 传输线价格传输线价格较低较低较高较高较高较高连接器件和连接器件和支持电路的价格支持电路的价格低低较低较低高高抗干扰能力抗干扰能力如如采采用用屏屏蔽蔽措措施施，则比较好则比较好很好很好特别好特别好标准化程度标准化程度高高较高较高低低敷设敷设简单简

11、单稍复杂稍复杂简单简单连接连接同同普普通通导导线线一一样样简简单单需要专用的连接器需要专用的连接器需需要要很很复复杂杂的的连连接接器器件件和连接工艺和连接工艺适用于网络类型适用于网络类型环形或总线型网络环形或总线型网络总线型或环形网络总线型或环形网络主要用于环形网络主要用于环形网络对环境的适应性对环境的适应性较好较好较好较好特特别别好好，耐耐高高温温，适适用用于恶劣环境于恶劣环境数据通信原理差错限制1.差错限制的概念 分散限制系统的通信网络是在条件比较恶劣的工业环境下工作的，因此，在信息传输过程中，各种各样的干扰可能造成传输错误。这些错误轻则会使数据发生变更，重则会导致生产过程事故。因此必需实

12、行确定的措施来检测错误并订正错误，把检错和纠错统称为差错限制。数据通信原理差错限制2.传输错误及牢靠性指标 突发错误 突发错误是由突发噪声引起的，其特征是误码连续成片出现。随机错误 随机错误是由随机噪声引起的，它的特征是误码与其前后的代码是否出错无关。牢靠性指标：误码率 误码率（Pe）=出错的码元数传输的总码元数数据通信原理差错限制垂直奇偶校验在发送端检错由发送端重发在接收端校验附加比特依据应答，由发送端重发水平奇偶校验矩阵奇偶校验累加和校验汉明码校验循环码校验其它编码校验回送比较回送校验字符并列传输重复传输检错码纠错码回送连发传输信息中附加冗余度的方法传输方法中附加冗余度的方法在接收端校验附

13、加比特自己纠错在接收端检错由发送端重发3.差错限制方法0101010011001数据通信原理差错限制接收端发送端001110接收端发送端0011100110011001接收端发送端0011100110011 0 01 13.差错限制方法数据通信原理差错限制码组、码字、分组码、编码率的概念设一组信息的字长是k位，则这组信息可以有2k个状态。假如在信息后面按确定规则附加r个冗余位，则可组成长度为n=k+r的二进制序列，称之为码组。码组共有2n个状态，其中有2k个是有用的状态，即合法信息，其余的是无用的冗余状态，即非法信息。每个状态称为一个码字，这些码字的集合称为分组码，记为(n，k)。k与n的比值

14、称为编码率，用R表示。R越大，有用信息所占的比重就越大，信息的传输效率越高，但信息的冗余度就越小，差错限制的实力就越弱。3.差错限制方法数据通信原理差错限制汉明距离由前可知，假如让信息的合法状态之间有很大的差别，那么一种合法信息错成另一合法信息的可能性就会大大减小。对于两个长度相同的二进制序列来说，它们之间的差别可以用两个序列之间对应位取值的不同来衡量，取值不同的值的个数称为汉明(Hamming)距离，用字母d表示。例如在前面的例子中，c1=000，c2=111，这两个序列之间的汉明距离为d(c1，c2)=3。在一个分组码中，码字之间的最小汉明距离是很重要的参数，最小汉明距离越大，说明码字之间

15、的差别就越大，一个码字错成另一个码字的可能性就越小。3.差错限制方法数据通信原理差错限制000111x1x2x3x3x2 x10010111011000101103.差错限制方法汉明距离的几何表示数据通信原理差错限制奇偶校验：垂直奇偶校验设发送方要发送单词(world)，按ASCII编码，其代码及校验位如下（接受偶校验）：worldx111000 x211100 x311011x401010 x510100 x611111x711111xc000013.差错限制方法数据通信原理差错限制奇偶校验：水平奇偶校验设发送方要发送单词(world)，按ASCII编码，其代码及校验位如下（接受偶校验）：w

16、orldxcx1110000 x2111001x3110110 x4010100 x5101000 x6111111x71111113.差错限制方法数据通信原理差错限制奇偶校验：矩阵奇偶校验设发送方要发送单词(world)，按ASCII编码，其代码及校验位如下（接受偶校验）：worldxcx1110000 x2111001x3110110 x4010100 x5101000 x6111111x7111111xc0000113.差错限制方法数据通信原理差错限制汉明校验汉明(Hamming)校验是在奇偶校验的基础上发展起来的，汉明校验不像奇偶校验那样仅设置一位校验码，而是设置若干位校验码，其中每个

17、校验位有确定的校验范围。例如，设被传输的数据为x1(仅1位)，假如接受汉明校验码，则需附加2位校验位，记为xc1、xc2。由于、可以组合成四种状态，故可用其中的一种状态表示无错，其他三种状态分别表示x1、xc1、xc2出错。具体实现方法如下：将x1和xc1编为一组，记为G，再将x1和xc2编为一组，记为。对每一组都分别进行奇偶校验(在本例中接受偶校验)。3.差错限制方法数据通信原理差错限制汉明校验的编组 x1xc1xc2G1G23.差错限制方法数据通信原理差错限制汉明校验的几种状况(1)G1G=11，说明G1、G两组均发生错误，因此可以判定是x1出错，将取反，就可实现纠错；(2)G1G=10，

18、说明只有G1组发生了错误，因此可以判定是xc1出错，此时是正x1确的，无需纠错；(3)G1G=01，说明只有G组发生了错误，因此可以判定是xc2出错；同理，x1正确，无需纠错；(4)G1G=00，说明G1G色两组均正确传输，没有错误。3.差错限制方法数据通信原理差错限制汉明校验应满足的条件 从上述例子中可以总结出汉明校验的实力：若接受r个校验位，则校验位可以组成2r种状态，用其中的一种状态代表无错，用r种状态表示哪一个校验位出错，则还有2r-l-r种状态信息能用于纠错。若被传输的数据为k位，接受汉明校验，所附加的校验位为r，则应满足下式：2r k+r+13.差错限制方法数据通信原理差错限制汉明

19、校验的编码规则如下：(1)若附加r个冗余校验位，则可以组成r个校验组，分别用G1，G2 Gr表示，且每个冗余位一般只参与1个校验组。(2)每位数据必需参与2r个校验组，但组合上不应重复。(3)假如某位出错，必使它所参与的校验组校验出错，例如，若x4参与了G和G组，当G和G校验出错，而其他组的校验正确时，则可判定是x4出错，只要将其取反，即可订正。3.差错限制方法数据通信原理差错限制当k=11，r=5时，其一种汉明校验分组如下表所示，假如G1G2GGG=00000，则无错；若G=1，说明有一位错(3位及3位以上错不探讨)，且G1G2GG可指出错误位置；若G1G2GG0，则表示有两位错。3.差错限

20、制方法 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10 x11 xc1 xc1 xc3 xc4 xc5G1 G2 G3 G4 G5 汉明校验思索题(1)当K=2,5,6.时，对应的r及编组。(2)当给定一个须要传输的数据时，试确定冗余位的值。数据通信原理差错限制3.差错限制方法数据通信原理差错限制方法循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCheck)是在分散限制系统中应用较多的一种校验方法。其校验码的生成过程如下：(1)设要发送的数据为D，把D与G（称为生成多项式）的最高次项相乘得到D(通过移位来实现)；(2)用G(生成多项式)除D；(3)将上一步相除后所得的余数作

21、为校验码(即CRC)；(4)将D与余数相加后传输。循环冗余校验3.差错限制方法数据通信原理差错限制循环冗余校验下面举例说明CRC方法的应用：例：已知要发送的数据D=1100,生成码G=1011（冗余码位数3），其对应的二进制序列分别为D=23+22，G=23+21+1。假如以x代替基数2，则对应的多项式为：D(x)=x3+x2G(x)=x3+x+1首先把D(x)与G(x)的最高次项相乘（x3），得：D(x)=x3D(x)=x3(x3+x2)=x6+x53.差错限制方法数据通信原理差错限制循环冗余校验下面举例说明CRC方法的应用：接着，用生成多项式G(x)去除D(x)(在这里应留意接受了模2运算

22、法则)，得：3.差错限制方法数据通信原理差错限制循环冗余校验下面举例说明CRC方法的应用：得到余数为x,即循环冗余码为010（留意为3位）。把D(x)加上余数，这就是发送出去的全部信息F(x):F(x)=D(x)+x=x6+x5+x即待发送码字为1100010。3.差错限制方法数据通信原理差错限制在接收端的校验方法如下：(1)用与发送端相同的多项式G去除所接收到的D+余数；(2)假如能除尽，表示无差错；去掉余数后，得到数据;(3)假如除不尽，说明有差错，按确定规则进行纠错或恳求重发。循环冗余校验3.差错限制方法数据通信原理差错限制输入数据D移位D附加CRCD+余数产生CRCD/G的余数CRC校

23、验D+余数/G推断余数=0？输出数据D正确接收余数=0非正确接收余数0发送端接收端传输循环冗余校验3.差错限制方法数据通信原理差错限制 生成多项式应满足的条件：生成多项式是(xn+1)的(n-k)次因式(模2运算法则)例如：n=7,k=3X7+1=(x+1)(x3+x2+1)(x3+x+1)满足条件的多项式有两个：(x+1)(x3+x2+1)=x4+x2+x+1(x+1)(x3+x+1)=x4+x3+x2+1循环冗余校验3.差错限制方法数据通信原理差错限制目前应用比较广泛的生成多项式有：CRC-CCITT:G(X)=X16+x12+x5+1CRC-16:G(X)=X16+x15+x2+1CRC

24、-12:G(X)=X12+x11+x3+x2+x+1CRC-32:G(X)=X32+x26+x23+x22+x16+x12+x11 +x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1循环冗余校验3.差错限制方法数据通信原理差错限制 连发校验 连发校验是把同一数据连发两次，在接收端比较这两次的数据是否相同，假如不同，则说明传输出错。由于连发会导致传输效率下降，所以有时只把一些重要数据连发。回送校验回送校验就是在接收端接收传输数据的同时，将传输数据送回发送端，由发送端校验发送的数据和送回的数据是否一样。假如不一样，说明传输出错，由发送端将数据再重发一次。3.差错限制方法数据通信系统结构概述工业限制局域

25、网特点 (1)具有快速具有快速实时实时响响应实应实力力 一般：一般：0.010.5s以内，以内，较较高：高：10ms；(2)具有极高的牢靠性具有极高的牢靠性 数据数据传传送送误码误码率低于率低于10-11-10-8。因此，除。因此，除实实行各种信行各种信号号处处理和理和传输传输技技术术，还还接受双网冗余方式。接受双网冗余方式。(3)适合在适合在恶恶劣劣环环境下工作境下工作 要能抗要能抗电电源干源干扰扰、电电磁干磁干扰扰、雷、雷击击干干扰扰、地、地电电位差干位差干扰扰等。等。(4)分分层结层结构构 须须要把整个通信系要把整个通信系统统的功能分成若干个的功能分成若干个层层次去次去实现实现。每。每一

26、个一个层层次就是一个通信子网。次就是一个通信子网。数据通信系统结构概述通信子网的特征v通信子网具有自己的地址结构。v通信子网相连可以接受自己的专用通信协议。v一个通信子网可以通过接口与其他网络相连，实现不同网络上的设备相互通信。数据通信系统结构概述DCS中的几种通信 (1)现场设备和中心限制室设备（现场总线网关或接口或限制器）之间的通信。(2)基本限制单元内的I/O设备与处理器之间的通信。(3)同一限制机柜中基本限制单元之间的通信。(4)不同过程限制站之间及与人机接口之间的通信（即运行员站与过程限制站、过程限制站与过程限制站之间）。(5)人机接口之间的通信（每个人机接口添加独立的网卡形成独立的

27、网络）。数据通信系统结构系统结构高 层人机接口中 央计算机通信接口4通信系统高 层人机接口通信接口1通信接口2通信接口3BCUBCUBCUBCUBCUBCUBCUBCUBCU厂级子网限制室子网机柜子网通信系统结构一(1)机柜子网 基本限制单元之间。(2)厂级子网 限制室设备与限制机柜中的设备之间。(3)限制室子网 高层设备之间。数据通信系统结构系统结构高 层人机接口中 央计算机通信系统高 层人机接口通信接口1通信接口2通信接口3BCUBCUBCUBCUBCUBCUBCUBCUBCU厂级子网后端子网局部子网通信系统结构二(1)局部子网 子系统内或基本限制单元之间。(2)厂级子网 高层设备与局域子

28、网之间。(3)后端子网 高层设备之间。数据通信系统结构拓扑结构有 源 交换设备星型总线型环形节点节点节点节点节点节点有源交换设备节点节点节点节点节点节点无源网络节点节点节点节点节点节点网络拓扑结构通信协议概述通信协议 数据传输过程进行管理的规则被称为协议。协议的分层 信号层 媒介、机构和限制手段。语言层 语言的种类、词意、语法，等等。学问层 专业学问、基本概念以及理解实力。通信协议参考模型v物理物理层：电气和机械特性。气和机械特性。v链路路层：链路运用路运用权安排，信息格式，安排，信息格式，检错纠错方式。方式。v网网络层：信息：信息传输路径路径选择。v传输层：信息：信息传输任任务完成确完成确认

29、。v会会话层：通信任：通信任务启启动/停止。停止。v表达表达层：信息格式：信息格式转换。v应用用层：呼喊底：呼喊底层协议为其服其服务。OSI参考模型通信协议物理层协议规定了以下四方面特性机械特性机械特性可接插可接插连接器的形接器的形态尺寸、引脚数量与排列等。尺寸、引脚数量与排列等。功能特性功能特性 规定定物物理理接接口口上上各各条条信信号号线功功能能安安排排和和准准确确定定义。电气特性气特性 规定定在在物物理理连接接器器上上传输二二进制制比比特特流流时线路路上上信信号号电平平的的凹凹凸凸、阻阻抗抗及及阻阻抗抗匹匹配配、传输速速率率和和传输距离限制。距离限制。过程特性程特性规定信号之定信号之间的

30、工作的工作规则和和时序。序。通信协议数据链路层协议链路层主要功能(1)对链路的运用进行限制。(2)组成具有确定格式的信息帧。链路限制方法(1)时间分割多路送取法(2)查询法(3)令牌法(4)载波监听多路送取/冲突检测法(5)扩展环型法通信协议数据链路层协议时间分割多路送取法时 间 分 割 多 路 送 取 法 又 称 TDMA(Time DivisionMultiplexAccess)法，这种方法用于总线型网络。在网络中有一个总线限制器，它负责把时钟脉冲送到网络中的每个节点上。每个节点有一个预先安排好的时间槽，在给定的时间槽里它可以发送信息。在某些系统中，时间槽的安排不是固定不变而是动态进行的。

31、尽管这种方法很简洁，但它不能实现节点对网络的快速送取，也不能有效地处理在短时间内涌出的大量信息。另外，这种方法须要总线限制器。假如不实行确定的冗余措施，总线限制器的故障就会造成整个通信系统的瘫痪。链路限制方法通信协议数据链路层协议查询法查询(Polling)法既可用于总线型网络，也可以用于环型网络。查询法与TDMA法一样，也要有一个网络限制器。网络限制器依据确定的次序查询网络中的每个节点，看看它们是否要求发送信息。假如节点不须要发送信息，网络限制器就转向下一个节点。由于不发送信息的节点基本上不占用时间，所以这种方法比TDMA法的通信效率高。然而，它也存在着与TDMA方法同样的一些缺点：访问速度

32、慢、牢靠性差，等等。链路限制方法通信协议数据链路层协议令牌(Token)法用于总线型或环型网络。在这种协议中，令牌是一个特定的信息，例如，用二进制序列11111111来表示。令牌依据预先确定的次序，从网络中的一个节点传到下一个节点，并且循环进行。只有获得令牌的节点才能发送信息。同前两种方法相比，令牌法的最大优点在于它不须要网络限制器，因此牢靠性比较高。这种方法的主要问题是，某一个节点故障或受到干扰，会造成令牌丢失。所以必需接受确定的措施来刚好发觉令牌丢失，并且刚好产生一个新的令牌，以保证通信系统的正常工作。令牌法是IEEE802局部区域网络标准所规定的送取协议之一。令牌法链路限制方法通信协议数

33、据链路层协议又称为CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)法。这种方法用于总线型网络，它的工作原理类似一个共用电话网络。打电话的人(相当于网络中的一个节点)首先听一听线路是否被其他用户占用。假如未被占用，他就可以起先讲话，而其他用户都处于受话状态。他们同时收到了讲话声音，但只有与讲话内容有关的人才将信息记录下来。假如有两个节点同时送出了信息，那么通过检测电路可以发觉这种状况，这时，两个节点都停止发送，随机等待一段时间后再重新发送。随机等待的目的是使每个节点的等待时间能够有所差别，以免在重发时再次发生碰撞。载波监听多路送取

34、/冲突检测法链路限制方法通信协议数据链路层协议扩展环型(RingExpansion)法仅用于环型网络。当接受这种方法时，准备发送信息的节点不断监视着通过它的信息流，一旦发觉信息流通过完毕，它就把要发送的信息送上网络，同时把随后进入该节点的信息存入缓冲器。当信息发送完毕之后，再把缓冲器中暂存的信息发送出去。这种方法的特点是允许环型网络中的多个节点同时发送信息，因此提高了通信网络的利用率。扩展环型法链路限制方法通信协议数据链路层协议网络送取控制协议网络类型优 点缺 点时间分割/多路送取总线型结构简单通信效率低，总线控制器需要冗余查询式总线型或环型结构简单比TDMA法效率高网络送取分配情况可预先确定

35、网络控制器需要冗余，送取速度低令牌式总线型或环型网络送取分配情况可预先确定，无网络控制器，可以在大型总线网络中使用 在丢失令牌时，必须有重发令牌的措施载波监听/多路送取/冲突检测总线型无网络控制器实现比较简单 在长距离网络中效率下降，网络送取时间是不确定的 扩展环型环 型无网络控制器能支持多路信息同时传输只能用于环型网络 链路限制方法通信协议数据链路层协议总结：封建式民主式自由式时间分割/多路送取 查询法令牌式 载波监听/多路送取/冲突检测 扩展环型 链路限制方法通信协议网络层协议(1)路径选择与中继(2)网络流量限制(3)网络连接建立与管理主要功能BCADGFEIJH312562810242

36、673110434通信协议网络层协议网络层协议主要处理通信网络中的路径选择问题。另外，它还负责子网之间的地址变换。已有的一些标准协议(例如，CCITTX.25)可以支持网络层的通信，然而，由于成本很高，结构困难，所以在工业过程限制系统中一般不接受具有可选路径的通信网络。比较常用的是具有冗余的总线型或环型网络，在这些网络中不存在通信路径的选择问题，因此网络层协议的作用只是在主通信线路故障时，让备用通信线路接着工作。工业应用通信协议传输层和会话层协议在工业过程限制所用的通信系统中，为了简洁起见，常常把传输层和会话层协议合在一起。这两层协议确定了数据传输的启动方法和停止方法，以及实现数据传输所须要的

37、其他信息。在分散限制系统中，可以把通信系统的作用看成是一种数据库更新作用，它不断地把其他节点的信息传输到须要这些信息的节点中去，相当于在整个系统中建立了一个为多个节点所共享的分布式数据库。更新数据库的功能是在传输层和会议层协议中实现的。主要功能通信协议传输层和会话层协议数据库更新方法v查询法v广播法v例外报告法通信协议传输层和会话层协议查询法须要信息的节点周期性地查询其他节点，假如其他节点响应了查询，则起先进行数据交换。由其他节点返回的数据中包含了确认信号，它说明被查询的节点已经接收到了恳求信号，并且正确地理解了信号的内容。数据库更新方法通信协议传输层和会话层协议 广播法类似于广播电台发送播音

38、信号。含有信息的节点向系统中其他全部节点广播自己的信息，而不管其他节点是否须要这些信息。在某些系统中，信息的接收节点发出确认信号，也有些系统不发确认信号。广播法数据库更新方法通信协议传输层和会话层协议在这种方法中，节点内有一个信息预定表，这个表说明有哪些节点须要这个节点中的信息。当这个节点内的信息发生了确定量的(常常把这个量称为例外死区)变更时，它就依据预定表中的说明去更新其他节点的数据，一般，收到信息的节点要回送确认信号。例外报告法数据库更新方法通信协议高层协议所谓高层协议，是指表达层和应用层协议，用来实现低层协议与用户之间接口所须要的一些内务操作。高层协议的重要作用之一就是区分信息的类型，

39、并确定它们在通信系统中的优先级。依据优先级依次，高层协议可以对信息进行分类，并且把最高优先级的信息首先传输给较低层的协议。要实现这一点是很困难的，在技术困难性和成本上都存在确定的问题，目前为止，分散限制系统还没有接受具有优先级结构的通信系统。因此，为了使各种信息都能顺当地通过通信系统，并且不产生过多的时间延迟，通信系统中的实际通信量必需远远小于通信系统的极限通信实力。主要功能通信协议高层协议通信系统的优先级结构(1)同步信号；(2)跳闸和爱护信号；(3)过程变量报警；(4)运行员变更给定值或切换运行方式的指令；(5)过程变量；(6)组态和参数调整指令；(7)记录和长期历史数据存储信息。网络间的互联互联方式(1)中继器(Repeater)方式当多个网络具有共同的特性时，在物理层接受中继器即可实现互连。(2)网桥(Bridge)方式当相连网络具有相同逻辑链路限制协议，但接受不同的介质存取限制协议时。对帧的格式不加修改，要设置足够大的缓冲区，还必需具备寻址和路由选择的智能。网络间的互联互联方式(3)网关(Gateway)方式当连接不同类型而协议差别又较大的网络时，则要选用网关设备。网关的功能体现在OSI模型的最高层，它将协议进行转换，将数据重新分组，以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信。