第6章計算機控制中的網(wǎng)絡與通信技術(編輯修改稿)
2025-08-10 02:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 層。在發(fā)送和接收時，對數(shù)據(jù)(信息)位流進行編碼或解碼。根據(jù)IEEE802標準，基帶傳輸采用曼徹斯特編碼或差動曼徹斯特編碼，傳輸介質(zhì)為雙絞線或同軸電纜，對于采用CSMA/CD技術的網(wǎng)絡進行載體監(jiān)聽和沖突檢測。邏輯鏈路控制層(LLC)采用IEEE802標準。在發(fā)送時，把數(shù)據(jù)裝配成帶有站地址段、控制段、信息段和CRC段的幀。在接受時，拆卸幀，執(zhí)行站地址識別，CRC校驗，并把接收數(shù)據(jù)傳送給上層。在局域網(wǎng)絡中，由于各結(jié)點通過公共傳輸通路(也稱之為信道)傳輸信息，因此任何一個物理信道在某一時間段內(nèi)只能為一個結(jié)點服務，即被某結(jié)點占用來傳輸信息，這就產(chǎn)生了如何合理使用信道，合理分配信道的問題，也就是各結(jié)點既充分利用信道的空間時間傳送信息，也不至于發(fā)生各信息間的互相沖突。介質(zhì)訪問控制層的功能就是合理解決信道的分配。目前局部網(wǎng)絡常用的介質(zhì)訪問控制方式有三種，即沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)；令牌環(huán)(Token Ring)；令牌總線(Token Bus)。三種方式都得到IEEE802委員會的認可，成為國際標準。下面分別說明：主要用于總線形。該控制方式的工作原理是：當某一結(jié)點要發(fā)送信息時，首先要偵聽網(wǎng)絡中有無其它結(jié)點正發(fā)送信息，若沒有則立即發(fā)送；否則，即網(wǎng)絡中已有某結(jié)點發(fā)送信息(信道被占用)，該結(jié)點就需要等待一段時間，再偵聽，直至信道空閑，開始發(fā)送。載波偵聽多路訪問是指多個結(jié)點共同使用同一條線路，任何結(jié)點發(fā)送信息前都必須先檢查網(wǎng)絡的線路是否有信息傳輸。重復這一過程，直到信道空閑，開始發(fā)送。令牌環(huán)(Token Ring)全稱是令牌通行環(huán)(Token Passing Ring)，僅適用于環(huán)形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。令牌有“空”和“忙”兩個狀態(tài)。當“空”的令牌傳送至正待發(fā)送信息的結(jié)點時，該結(jié)點立即發(fā)送信息并置令牌為“忙”狀態(tài)。所謂LAN網(wǎng)絡適配器就是實現(xiàn)LAN物理層和鏈路層的硬件接口板。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器，就可以設計一塊符合IEEE802標準的LAN網(wǎng)絡接口板?！?。當用于LAN時，通信距離可達數(shù)公里，傳輸速率可達100Mbps，甚至更高。在LAN環(huán)境中，常采用頻分多路復用的技術，支持多路信號的傳輸。3. 集線器集線器(HUB)可以說是一種特殊的中繼器，作為網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)的中央結(jié)點，它克服了介質(zhì)單一通道的缺陷。4. 網(wǎng)橋交換機最后，受信者將從輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)或信號(t)中識別出被交換的信息。模擬信號是指該信號的波形可以表示成時間的連續(xù)函數(shù)，在通信領域通常取兩個離散值，即用“0”和“1”來表示的二進制數(shù)字信號，這種碼中的每個字符都由一個唯一的7位二進制數(shù)(bit)組合表示，因此，可以表示128個不同的字符，其中包括數(shù)字、符號和控制字符。在實際使用中，ASCII碼的字符幾乎總是以每個字符8個比特(bit)的方式來儲存和傳輸?shù)摹Ｆ渲?，?個bit有各種用法。它用于起止式異步通訊，當數(shù)據(jù)位為7位時，第8位使得每一8位碼組中的二進制“1”的個數(shù)總是奇數(shù)(奇校驗)或總是偶數(shù)(偶校驗)，從而可以檢測出因傳輸錯誤而發(fā)生的一個bit錯或奇數(shù)個bit錯的那些碼元組。常用的調(diào)制方法有振幅調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種。異步通信信息幀的第一位為起始位(低電平)，緊跟在起始位后面的是5～8位數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)位是要傳送的有效信息；根據(jù)需要可以選擇是否需要奇偶校驗位，奇偶校驗位為1位緊跟在數(shù)據(jù)位的后面；最后為停止位，停止位可以是1位、位或2位。為了對傳送的信息進行定位，必須有發(fā)送時鐘，并在發(fā)送時鐘的下降沿將信息位送出，信息位寬度Td為n倍發(fā)送時鐘周期Tc，即Td=nTc。另外在接收端也必須有接收時鐘，為了保證發(fā)送與接收同步，接收時鐘周期Rc應等于發(fā)送時鐘周期Tc。但是由于收、發(fā)雙方使用了各自的時鐘，所以只能滿足Rc與Tc近似相等。 接收端同步接收信息的方法。在停止位之后，接收時鐘脈沖的每一個上升沿接收器進行采樣，并檢查接收線上的低電平是否保持8或9個連續(xù)的接收時鐘周期(設Td=16Tc)，就能確定是否為起始位。這樣可以克服Rc與Tc之間的微小偏差，以及避免接收線上的噪聲干擾，并且能夠精確地確定起始位的中點，從而為接收端提供一個準確的時間基準。能夠完成異步通信協(xié)議的硬件稱為UART(Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter
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