第6章計(jì)算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)-資料下載頁(yè)
2025-07-14 02:38本頁(yè)面
【正文】 A/ CD介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議的約束。因此，在以太網(wǎng)交換機(jī)組成的系統(tǒng)中，每個(gè)端口就是一個(gè)沖突域，各個(gè)沖突域通過(guò)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)了隔離。再次，采用全雙工通信技術(shù)，可以使設(shè)備端口間兩對(duì)雙絞線(xiàn)(或兩根光纖)上可以同時(shí)接收和發(fā)送報(bào)文幀，從而也不再受到CSMA/ CD 的約束，這樣，任一節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文幀時(shí)不會(huì)再發(fā)生碰撞，沖突域也就不復(fù)存在。此外，通過(guò)降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，可以使傳統(tǒng)共享式以太網(wǎng)上的碰撞大大降低。實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于共享式以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)通信負(fù)荷在25 %以下時(shí)，可保證通信暢通，當(dāng)通信負(fù)荷在5 %左右時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上碰撞的概率幾乎為零。同時(shí)，使用UDP 通信協(xié)議，可以充分保證報(bào)文傳輸?shù)挠行лd荷，避免在網(wǎng)絡(luò)上傳輸不必要的填充域數(shù)據(jù)所占用的帶寬，使網(wǎng)絡(luò)保持在輕負(fù)荷工作條件下，就可以使網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性進(jìn)一步得到保證。所謂“總線(xiàn)供電”或“總線(xiàn)饋電”，是指連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的線(xiàn)纜不僅傳送數(shù)據(jù)信號(hào)，還能給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供工作電源。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的“總線(xiàn)供電”可采用以下方法:方法一:在目前Ethernet 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)匦薷奈锢韺拥募夹g(shù)規(guī)范，將以太網(wǎng)的曼徹斯特信號(hào)調(diào)制到一個(gè)直流或低頻交流電源上，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備端再將這兩路信號(hào)分離出來(lái)。采用這種方法時(shí)必須注意：修改協(xié)議后的以太網(wǎng)應(yīng)在物理層上與傳統(tǒng)Ethernet 兼容。方法二:不改變目前Ethernet 的物理層結(jié)構(gòu)，即應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的以太網(wǎng)仍然使用目前的物理層協(xié)議，而通過(guò)連接電纜中的空閑線(xiàn)纜為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供工作電源。由于以太網(wǎng)( IEEE802. 3) 只映射到ISO/ OSI 參考模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，TCP/ IP 映射到網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，而對(duì)較高的層次如會(huì)話(huà)層、表示層、應(yīng)用層等沒(méi)有作技術(shù)規(guī)定。目前RFC (Request For Comment) 組織文件中的一些應(yīng)用層協(xié)議，如FTP、HTTP、Telnet 、SNMP、SMTP 等，僅僅規(guī)定了用戶(hù)應(yīng)用程序該如何操作，而以太網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家還必須根據(jù)這些文件定制專(zhuān)用的應(yīng)用程序。因此，為了使網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)間最大化，需要以可靠的技術(shù)來(lái)保證在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和改進(jìn)時(shí)，系統(tǒng)不發(fā)生中斷。該交換機(jī)除了實(shí)現(xiàn)正常的以太網(wǎng)交換功能外，還作為控制網(wǎng)絡(luò)與外界的唯一接口，在網(wǎng)絡(luò)層中對(duì)數(shù)據(jù)包實(shí)施有選擇的通過(guò)(即所謂的包過(guò)濾技術(shù))，也就是說(shuō)，該交換機(jī)可以依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)事先設(shè)定的過(guò)濾邏輯，檢查數(shù)據(jù)流中每個(gè)數(shù)據(jù)包的部分內(nèi)容后，根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、所用的TCP 端口與TCP 鏈路狀態(tài)等因素來(lái)確定是否允許數(shù)據(jù)包通過(guò)。此外，還可以通過(guò)引進(jìn)防火墻機(jī)制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)進(jìn)行限制、防止非授權(quán)用戶(hù)得到網(wǎng)絡(luò)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)、強(qiáng)制流量只能從特定的安全點(diǎn)去向外界以及限制外部用戶(hù)在其中的行為等效果?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的防爆技術(shù)包括兩類(lèi)，即隔爆型(如增安、氣密、澆封等) 和本質(zhì)安全型。 由于通用Ethernet 的傳輸速率比較高(如10Mbps、100Mbps、1000Mbps)，考慮到信號(hào)沿總線(xiàn)傳播時(shí)的衰減與失真等因素，Ethernet 協(xié)議( IEEE802. 3協(xié)議)對(duì)傳輸系統(tǒng)的要求作了詳細(xì)的規(guī)定，如每一段雙絞線(xiàn)(10BASE2T)的長(zhǎng)度不得超過(guò)100m；使用細(xì)同軸電纜(10BASE22) 時(shí)每段的最大長(zhǎng)度為185m；而使用粗同軸電纜(10BASE25)時(shí)每段的最大長(zhǎng)度也僅為500m，對(duì)于距離較長(zhǎng)的終端設(shè)備，可使用中繼器(但不超過(guò)4 個(gè))或者光纖通信介質(zhì)進(jìn)行連接。對(duì)于這種情況，如遵照傳輸?shù)姆椒ㄔO(shè)計(jì)以太網(wǎng)絡(luò)，使用10BASE2T 雙絞線(xiàn)就顯得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而使用10BASE2 或 10BASE5 同軸電纜則不能進(jìn)行全雙工通信，而且布線(xiàn)成本也比較高。目前，工業(yè)以太網(wǎng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，但是一種發(fā)展趨勢(shì)。目前，一般采用以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相結(jié)合來(lái)構(gòu)成一個(gè)企業(yè)的信息化網(wǎng)絡(luò)。5. 過(guò)程監(jiān)控層這些信息報(bào)文的長(zhǎng)度一般都比較小，通常僅為幾位( bit ) 或幾個(gè)字節(jié)(byte)，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐掏铝恳蟛桓?，但?duì)通信響應(yīng)的實(shí)時(shí)性和確定性要求較高。目前現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)主要有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)如FF、Profibus、WorldFIP、DeviceNet 、P2NET 等低速網(wǎng)段組成。第6章 習(xí)題1. 按照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為哪幾類(lèi)？并對(duì)每類(lèi)加以說(shuō)明。2. 在局域網(wǎng)中常用的傳輸媒體有哪幾種？3. 寫(xiě)出異步通信的數(shù)據(jù)幀格式，并說(shuō)明其工作原理。4. 常用的幾種檢驗(yàn)編碼的方法有哪幾種？并加以說(shuō)明。8 / 8
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