【正文】 七層模型示意圖 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 15 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議層次模型（ 3） (開(kāi)放系統(tǒng)互連 )模型 ? 物理層 （ Physical Layer） – 提供了建立網(wǎng)絡(luò)的物理及電氣連接特性，如雙絞線電纜、光纜、同軸電纜、連接器等等。 ? 傳輸層 （ Transport Layer） – 當(dāng)同一時(shí)刻有多個(gè)信息包在傳送時(shí)，傳輸層將控制信息報(bào)文組成部件的順序并規(guī)范輸入的信息流。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 20 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議層次模型（ 8） ? ? OSI中的層間通信具有兩種含義 – 相鄰層之間的通信 ? 發(fā)生在相鄰的上下層之間 ， 屬于局部問(wèn)題 。 – 優(yōu)點(diǎn)：星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)屬于集中型網(wǎng)絡(luò)，易于將信息流匯集起來(lái)，從而提高全網(wǎng)絡(luò)的信息處理效率，適用于各站之間信息流量較大的場(chǎng)合。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 28 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)（ 7） ? 環(huán)形結(jié)構(gòu) – 環(huán)接口設(shè)備通過(guò)傳輸媒體串接形成閉合環(huán)路 ， 它們之間具有點(diǎn)到點(diǎn)的連接 ， 入網(wǎng)設(shè)備通過(guò)環(huán)接口設(shè)備接入環(huán)路 閉合回路 計(jì)算機(jī) 環(huán)形結(jié)構(gòu)示意圖 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 29 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)（ 8） ? 環(huán)形結(jié)構(gòu) – 所有分散結(jié)點(diǎn)用通信線路連接成環(huán)形網(wǎng)，通過(guò)逐個(gè)結(jié)點(diǎn)傳遞來(lái)達(dá)到線路共用，網(wǎng)上信息沿單方向圍繞著線路進(jìn)行循環(huán) (順時(shí)針或逆時(shí)針 )。 ? LAN協(xié)議把鏈路層又分成邏輯鏈路控制層 LLC和介質(zhì)訪問(wèn)控制層 MAC。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 34 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)（ 13） (3).介 質(zhì)訪問(wèn)控制層 ? 功能： 合理解決信道的分配。 – 當(dāng)某點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間 ，然后再檢測(cè) 。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 40 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)（ 19） ? 令牌傳遞的方法： – 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) 。 –缺點(diǎn)： 需要對(duì)令牌進(jìn)行維護(hù) ， 且空閑令牌的丟失將會(huì)降低環(huán)路的利用率；控制電路復(fù)雜 。只需選用幾片 LAN協(xié)議專用的集成電路芯片，再外加一部分輔助電路或存儲(chǔ)器，就可以設(shè)計(jì)一塊符合 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的 LAN網(wǎng)絡(luò)接口板。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 50 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備（ 4） ? – 路由器是一種典型的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備 ， 它在兩個(gè)局域網(wǎng)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包 ， 完成網(wǎng)絡(luò)層的中繼任務(wù) ， 路由器負(fù)責(zé)在兩個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層間按包傳輸數(shù)據(jù) 。 噪聲 N ( t ) 輸出數(shù)據(jù) d’或信號(hào) d’ ( t ) 信息源 發(fā)信機(jī) 傳輸媒介 噪聲源 收信機(jī) 受信者 通信系統(tǒng)模型示意框圖 輸入數(shù)據(jù) d或信號(hào) d(t) 發(fā)送信號(hào) s(t) 接收信號(hào) r(t) 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 56 .1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) (3) ? (2)模擬通信、數(shù)字通信和數(shù)據(jù)通信 – 通信傳輸?shù)男畔? ? 語(yǔ)音 、 圖像 、 文字 、 數(shù)據(jù)等 – 信息的類別 ? 連續(xù)信息 – 信息的狀態(tài)隨時(shí)間而連續(xù)變化 ? 離散信息 – 信息的狀態(tài)是可列的或是離散的 – 通信中的兩種基本傳輸信號(hào) ? 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 57 .1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) (4) ? 模擬通信 – 以模擬信號(hào)作為載體來(lái) 傳輸信息 ? 數(shù)字通信 – 以數(shù)字信號(hào)作為載體來(lái) 傳輸信息稱為數(shù)字通信 ? 數(shù)據(jù)通信 – 若信息源產(chǎn)生的是數(shù)據(jù) ， 則整個(gè)通信過(guò)程稱為數(shù)據(jù)通信 。 – 為了保證收、發(fā)同步，克服 Rc與 Tc之間的微小偏差，信息位寬度 Td=nTc，一般取 n為 1 3 64等，這樣降低了信息傳送速率。 – 單工 ? 數(shù)據(jù)只能從一方發(fā)送的另一方，數(shù)據(jù)流向固定 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 73 .1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) (20) ? （ 5）傳輸速率 – 在并行通信中，傳輸速率是以每秒多少字節(jié)(B/s)來(lái)表示的。 ? 但是，糾錯(cuò)位數(shù)有限，如果為了糾正比較多的錯(cuò)誤，則要求附加的冗余碼比基本信息碼多，因而傳輸效率低，譯碼設(shè)備也比較復(fù)雜。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 89 現(xiàn)場(chǎng)總線（ 3） ? 現(xiàn)場(chǎng)總線的特征： – 分散的功能模塊，便于系統(tǒng)維護(hù)、管理與擴(kuò)展，提高可靠性 。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 95 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀（ 2） ? 目前，一般采用以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合來(lái)構(gòu)成一個(gè)企業(yè)的信息化網(wǎng)絡(luò)。 98 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 2022/2/17 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 第 6章 結(jié)束 THE End 。 – 信息管理層 ? 企業(yè)信息管理網(wǎng)絡(luò)位于最上層 ， 它主要用于企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度 、 計(jì)劃 、 銷售 、 庫(kù)存 、 財(cái)務(wù) 、 人事以及企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理等方面信息的傳輸 。 – 互操作性，在遵守同一通信協(xié)議的前提下，可將不同廠家的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)品統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的網(wǎng)絡(luò) 。 ? 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)地進(jìn)行糾錯(cuò)；如果錯(cuò)誤多，超出了糾錯(cuò)能力，則接收端要求發(fā)送端重發(fā)，直到正確為止。 – 波特率是指單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，其單位是位 /秒 (b/s)。 用一個(gè)或兩個(gè)同步字符表示傳送數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始 ， 接著就是 n個(gè)字符的數(shù)據(jù)塊 ，字符之間不允許有空隙 ， 當(dāng)沒(méi)有字符可發(fā)送時(shí) ， 則連續(xù)發(fā)送同步字符 ， 如圖所示 。 ?控制字符 ?美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼 ASCII碼 ? 擴(kuò)展 ASCII碼 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 59 .1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) (6) ? 調(diào)制 – 將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成能在模擬信道上傳輸?shù)哪M信號(hào) – 振幅調(diào)制 ASK(Amplitude Shift Keying） ? 用原始脈沖信號(hào)去控制載波的振幅變化 – 頻率調(diào)制 FSK(Frequency Shift Keying) ? 用原始脈沖信號(hào)去控制載波的頻率變化 – 相位調(diào)制 PSK(Phase Shift Keying） ? 用原始脈沖信號(hào)去控制載波的相位變化 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 60 .1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) (7) ? 三種調(diào)制信號(hào)示意圖 1 1 1 1 0 0 0 0 原始信號(hào) （ a） 調(diào)幅 （ b） 調(diào)頻 （ c） 調(diào)頻 （ d） 調(diào)相 （ e） 調(diào)相 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 61 .1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) (8) ? ? (1)基帶傳輸與頻帶傳輸 – 基帶是指電信號(hào)所固有的頻帶 ， 直接將這些電脈沖信號(hào)進(jìn)行傳輸 ， 就稱為基帶傳輸 ， 它不適合遠(yuǎn)距離傳輸 – 先進(jìn)行調(diào)制使其頻率變窄 ， 再傳輸 ， 則稱為頻帶傳輸 ? (2)串行傳輸與并行傳輸 – 數(shù)據(jù)在一個(gè)信道上按位依次傳輸?shù)姆绞椒Q為串行傳輸 – 數(shù)據(jù)在多個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)姆绞椒Q為并行傳輸 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 62 .1數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) (9) ? (3)同步技術(shù) – 同步是指接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每個(gè)碼元的起止時(shí)間來(lái)接收數(shù)據(jù) ， 也就是接收端和發(fā)送端要在時(shí)間上取得一致 。 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 51 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備（ 5） ? – 網(wǎng)關(guān)是連接兩個(gè)協(xié)議差別很大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用的設(shè)備。 ? – 一種特殊的中繼器 ， 作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的中央結(jié)點(diǎn) ，它克服了介質(zhì)單一通道的缺陷 。 ? 工作原理： 它把總線傳輸介質(zhì)上的各個(gè)結(jié)點(diǎn)形成一個(gè)邏輯環(huán) ， 即人為地給各結(jié)點(diǎn)規(guī)定一個(gè)順序 (例如 ， 可按各結(jié)點(diǎn)號(hào)的大小排列 )。 “ 空 ” 表示令牌沒(méi)有被占用 ， “ 忙 ” 表示令牌正在攜帶信息發(fā)送 。 等待占用的時(shí)間 信息沖突 第 6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 37 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)（ 16） ? 沖突檢測(cè)的解決辦法： 當(dāng)某結(jié)點(diǎn)開(kāi)始占用網(wǎng)絡(luò)信道發(fā)送信息時(shí)，該點(diǎn)再繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)一段時(shí)間，也就是說(shuō)該點(diǎn)一邊發(fā)送一邊接收，且把收到的信息和自己發(fā)送的信息進(jìn)行比較，若比較結(jié)果相同，說(shuō)明發(fā)送正常進(jìn)行，可以繼續(xù)發(fā)送；若比較結(jié)果不同，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)上還有其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，引起數(shù)據(jù)混亂，發(fā)生沖突，此時(shí)應(yīng)立即停止發(fā)送，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后，再重復(fù)以上過(guò)程。