第8章 分布式测控网络技术 知识 计算机控制技术 知识课件.ppt

第8章 分布式测控网络技术 ;8.1 工业网络技术;8.1.1 工业网络概述 ;（1）星形结构 ;（2）环形结构 ;（4）树形结构 ;网络的传输介质：就是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有电话线，同轴电缆，双绞线，光导纤维电缆，无线与卫星通信。对于传输介质，包括以下特性：物理特性，传输特性，连通特性，地理范围，抗干扰性和相对价格。 介质访问控制：各结点通过公共通道传输信息，因此存在如何合理分配信道的问题（既充分利用信道的空间和时间，又防止发生各信息间的互相冲突）。访问控制方式的功能就是合理解决信道的分配。 微机局部网络常用的传输访问控制方式有三种，即 冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD)； 令牌环(Token Ring)； 令牌总线(Token Bus)。 三种方式都得到IEEE802委员会的认可，成为国际标准。;冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD);结论： CSMA／CD方式原理较简单，且技术上较易实现。网络中各结点处于同等地位，无需集中控制，但不能提供优先级控制，所有结点都有平等竞争的能力，在网络负载不重情况下，有较高的效率，但当网络负载增大时，发送信息的等待时间加长，效率显著降低。; 令牌环：全称为令牌通行环(Token Passing Ring)，适用于环形网络结构。 令牌是控制标志，网中只设一张令牌，并依次沿各结点传送。 令牌的两个状态 “空”状态：表示令牌没有被占用，当其传至正待发送信息的结点时，该结点立即发送，并置令牌为“忙”状态。 “忙”状态：表示令牌被占用，即令牌正在携带信息发送，当所发信息环绕一周，由发送结点将“忙”令牌置为“空”令牌。 工作过程：令牌依次沿每个结点传送，使每个结点都有平等发送信息的机会。当一个结点占令牌期间其它结点只能处于接收状态。当所发信息绕环一周，并由发送结点清除，“忙”令牌又被置为“空”状态，绕环传送令牌。当下一结点要发送信息时，则下一结点便得到这一令牌，并可发送信息。 令牌环的特点：能提供可调整的访问控制方法；能提供优先权服务；有较强的实时性；需对令牌进行维??，令牌丢失降低环路利用率；控制电路复杂。;（3）令牌总线(Token Bus); 不同于令牌环的是，在令牌总线中，信息可以双向传送、任何结点都能“听到”其它结点发出的信息。为此，结点发送的信息中要有指出下一个要控制的结点的地址。由于只有获得令牌的结点才可发送信息(此时其它结点只收不发)，因此该方式不要检测冲突就可以避免冲突。 特点： 1.网络必须要有初始化功能，即能够产生一个顺序访问的次序。这就是一个争用的过程，争用的结果是只有一个站能够获得标记，并产生次序。 2.当网络中的标志丢失或者产生多个标记时，必须有故障恢复功能。 3.必须有消除不活动结点或者添加新的结点的功能。 4.吞吐能力大，吞吐量随数据传输速率的提高而增加； 5.控制功能不随电缆长度的增加而减弱； 6.不需冲突检测。;3.信息交换技术;交换原理：通过网络中的结点在两个站之间建立一条专用的物理线路进行数据传送，传送结束再“拆除”线路。 交换过程 例如右图中S1要把报文M1传送给站S3，可以 有多条路径，比如路径N1→N2→N3或N1→ N7→N3等。首先站S1向结点N1申请与站S3 通信，按照路径算法(如路径短，等待时间短 等)，结点N1选择N7为下一个结点，结点N7 再选N3为下一个结点，这样站S1经结点N1→ N7→N3与站S3建立了一条专用的物理线路。然后站S1向S3传送报文，报文传送周期结束，立即“拆除”专用线路N1→N7→N3，并释放占用资源。线路交换方式的通信分三步：建立线路，传送数据，拆除线路。由于建立了一条专用线路，所以报文传送的实时性好，各结点延时小。但是，一旦两站连接起来，即使没有数据传送，别的站也不能用线路上的结点，因而线路的利用率低。为了提高利用率，可采用报文交换。;(2) 报文交换 仍然以上图中站S1要发报文M1给站S3为例。首先站S1把目的S3的名字附加在报文上，再把报文交给结点N1。结点N1存储这个报文，并且决定下一个结点为N7，但是要在结点N1→N7的线路上传输这个报文，还要进行排队等待。当这段线路可用时，就把报文发送到结点N7。结点N7继续仿照上述过程，把报文发送到结点N3，最后到达站S3。 报文交换的优点是线路的利用率高，这是因为许多报文可以分时共享一条结点到结点的线路。并且能把一个报文发送到多个目的站，只需把这些目的站名附加在报文上。由于报文要在结点排队等待，延长了报文到达目的站的时间。 ;(3)