第6章計算機控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)-資料下載頁
2025-07-14 02:38本頁面
【正文】 A/ CD介質(zhì)訪問控制協(xié)議的約束。因此，在以太網(wǎng)交換機組成的系統(tǒng)中，每個端口就是一個沖突域，各個沖突域通過交換機實現(xiàn)了隔離。再次，采用全雙工通信技術(shù)，可以使設(shè)備端口間兩對雙絞線(或兩根光纖)上可以同時接收和發(fā)送報文幀，從而也不再受到CSMA/ CD 的約束，這樣，任一節(jié)點發(fā)送報文幀時不會再發(fā)生碰撞，沖突域也就不復(fù)存在。此外，通過降低網(wǎng)絡(luò)負載和提高網(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。實際應(yīng)用經(jīng)驗表明，對于共享式以太網(wǎng)來說，當(dāng)通信負荷在25 %以下時，可保證通信暢通，當(dāng)通信負荷在5 %左右時，網(wǎng)絡(luò)上碰撞的概率幾乎為零。同時，使用UDP 通信協(xié)議，可以充分保證報文傳輸?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)保持在輕負荷工作條件下，就可以使網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r性進一步得到保證。所謂“總線供電”或“總線饋電”，是指連接到現(xiàn)場設(shè)備的線纜不僅傳送數(shù)據(jù)信號，還能給現(xiàn)場設(shè)備提供工作電源。對現(xiàn)場設(shè)備的“總線供電”可采用以下方法:方法一:在目前Ethernet 標準的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)匦薷奈锢韺拥募夹g(shù)規(guī)范，將以太網(wǎng)的曼徹斯特信號調(diào)制到一個直流或低頻交流電源上，在現(xiàn)場設(shè)備端再將這兩路信號分離出來。采用這種方法時必須注意：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)場的以太網(wǎng)仍然使用目前的物理層協(xié)議，而通過連接電纜中的空閑線纜為現(xiàn)場設(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，而對較高的層次如會話層、表示層、應(yīng)用層等沒有作技術(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)定了用戶應(yīng)用程序該如何操作，而以太網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)廠家還必須根據(jù)這些文件定制專用的應(yīng)用程序。因此，為了使網(wǎng)絡(luò)正常運行時間最大化，需要以可靠的技術(shù)來保證在網(wǎng)絡(luò)維護和改進時，系統(tǒng)不發(fā)生中斷。該交換機除了實現(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)層中對數(shù)據(jù)包實施有選擇的通過(即所謂的包過濾技術(shù))，也就是說，該交換機可以依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)事先設(shè)定的過濾邏輯，檢查數(shù)據(jù)流中每個數(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)等因素來確定是否允許數(shù)據(jù)包通過。此外，還可以通過引進防火墻機制，進一步實現(xiàn)對內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)訪問進行限制、防止非授權(quán)用戶得到網(wǎng)絡(luò)的訪問權(quán)、強制流量只能從特定的安全點去向外界以及限制外部用戶在其中的行為等效果?，F(xiàn)場設(shè)備的防爆技術(shù)包括兩類，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)，考慮到信號沿總線傳播時的衰減與失真等因素，Ethernet 協(xié)議( IEEE802. 3協(xié)議)對傳輸系統(tǒng)的要求作了詳細的規(guī)定，如每一段雙絞線(10BASE2T)的長度不得超過100m；使用細同軸電纜(10BASE22) 時每段的最大長度為185m；而使用粗同軸電纜(10BASE25)時每段的最大長度也僅為500m，對于距離較長的終端設(shè)備，可使用中繼器(但不超過4 個)或者光纖通信介質(zhì)進行連接。對于這種情況，如遵照傳輸?shù)姆椒ㄔO(shè)計以太網(wǎng)絡(luò)，使用10BASE2T 雙絞線就顯得遠遠不夠，而使用10BASE2 或 10BASE5 同軸電纜則不能進行全雙工通信，而且布線成本也比較高。目前，工業(yè)以太網(wǎng)用于現(xiàn)場設(shè)備控制還沒有得到廣泛的應(yīng)用，但是一種發(fā)展趨勢。目前，一般采用以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線相結(jié)合來構(gòu)成一個企業(yè)的信息化網(wǎng)絡(luò)。5. 過程監(jiān)控層這些信息報文的長度一般都比較小，通常僅為幾位( bit ) 或幾個字節(jié)(byte)，因此對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐掏铝恳蟛桓?，但對通信響?yīng)的實時性和確定性要求較高。目前現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)主要有現(xiàn)場總線如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)的拓撲結(jié)構(gòu)，計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為哪幾類？并對每類加以說明。2. 在局域網(wǎng)中常用的傳輸媒體有哪幾種？3. 寫出異步通信的數(shù)據(jù)幀格式，并說明其工作原理。4. 常用的幾種檢驗編碼的方法有哪幾種？并加以說明。8 / 8
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