工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用及實(shí)踐 課件 項(xiàng)目1-任務(wù)1.3-1.3.2 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)-1.3.6 差錯(cuò)控制

1.3.1數(shù)據(jù)通信的基本認(rèn)知

1.3.2通信傳輸技術(shù)

1.3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1.3.4網(wǎng)絡(luò)控制方法 1.3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù) 1.3.6差錯(cuò)控制技術(shù)

1.3.7網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 1.3.8常用工業(yè)控制設(shè)備及通信 1.3.9現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)1.3.10通信模型任務(wù)3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信認(rèn)知項(xiàng)目1-工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)認(rèn)知串行傳輸和并行傳輸單向傳輸和雙向傳輸同步和異步傳輸1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?、串行傳輸和并行傳輸

1）串行通信：計(jì)算機(jī)中的一個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制代碼來(lái)表示。將準(zhǔn)備傳輸?shù)拿總€(gè)字節(jié)的二進(jìn)制代碼按照由低到高位的順序，依次發(fā)送。一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基本概念

串行數(shù)據(jù)通信是以二進(jìn)制的位為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，每次只傳送一位。奇偶校驗(yàn)用硬件保證發(fā)送方發(fā)送的每一個(gè)字符的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。接收方用硬件對(duì)接收到的每一個(gè)字符的奇偶性進(jìn)行校驗(yàn)，可以檢驗(yàn)出傳送過(guò)程中的錯(cuò)誤?？梢栽O(shè)置為無(wú)奇偶校驗(yàn)。

傳輸速率單位為bit/s或bps，即每秒傳送的二進(jìn)制位數(shù)。1、串行傳輸和并行傳輸

1）串行通信一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綉?yīng)用場(chǎng)合：適合遠(yuǎn)距離傳輸

在分散控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)幾乎全部采用串行通信。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、成本低、距離遠(yuǎn)缺點(diǎn)：效率低1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)1、串行傳輸和并行傳輸2）并行傳輸:一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞酵瑫r(shí)傳輸一組比特，每個(gè)位用一個(gè)線(xiàn)路通道，傳送一個(gè)字節(jié)需要8個(gè)通道，8條線(xiàn)。1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)1、串行傳輸和并行傳輸2）并行傳輸:一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綉?yīng)用場(chǎng)合：短距離傳輸。一般用于控制器內(nèi)部的各元件之間、主機(jī)與擴(kuò)展模塊或近距離智能模塊之間的數(shù)據(jù)處理。缺點(diǎn)：若數(shù)據(jù)位數(shù)較多、傳送距離較遠(yuǎn)時(shí)，則線(xiàn)路復(fù)雜，成本較高且干擾大，不適合遠(yuǎn)距離傳送。優(yōu)點(diǎn)：傳輸效率高并行數(shù)據(jù)通信：

以字節(jié)或字為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)通信中很少用。1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)2、單向傳輸和雙向傳輸串行通信按信息在設(shè)備間的傳送方向可分為：?jiǎn)喂ぐ腚p工全雙工一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)（1）單工通信：?jiǎn)蜗蛲ㄐ?。即只能有一個(gè)方向的通信，而沒(méi)有反方向的交互。無(wú)線(xiàn)電廣播或有線(xiàn)電廣播以及電視廣播就屬于這種類(lèi)型。（2）半雙工通信：雙向交替通信。即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送（或同時(shí)接收），這種通信方式往往是一方發(fā)送另一方接收，例如無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)。（3）全雙工通信：雙向同時(shí)通信。即通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息，例如電話(huà)。異步傳輸與同步傳輸：按時(shí)鐘分。在異步傳輸中，信息以字符為單位進(jìn)行傳輸，每個(gè)信息字符都有自己的起始位和停止位，每個(gè)字符中的各個(gè)位是同步的，相鄰兩個(gè)字符傳送數(shù)據(jù)之間的停頓時(shí)間長(zhǎng)短是不確定的，它是靠發(fā)送信息時(shí)同時(shí)發(fā)出字符的開(kāi)始和結(jié)束標(biāo)志信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3、同步和異步傳輸一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)異步傳輸：簡(jiǎn)單便宜，但每個(gè)字符有2-3個(gè)位的額外開(kāi)銷(xiāo)，傳輸效率低，主要用于中、低速場(chǎng)合3、同步和異步傳輸一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)同步傳輸：

同步通信的數(shù)據(jù)傳輸是以數(shù)據(jù)塊為單位的，字符與字符之間、字符內(nèi)部的位與位之間都同步；每次傳送1～2個(gè)同步字符、若干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗(yàn)字符；同步字符起聯(lián)絡(luò)作用，用它來(lái)通知接收方開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。在同步通信中發(fā)送方和接收方要保持完全的同步，即發(fā)送方和接收方應(yīng)使用同一時(shí)鐘頻率。

由于同步通信方式不需要在每個(gè)數(shù)據(jù)字符中加起始位、校驗(yàn)位和停止位，只需要在數(shù)據(jù)塊之前加一兩個(gè)同步字符，所以傳輸效率高，但對(duì)硬件要求也相應(yīng)提高，主要用于高速通信。3、同步和異步傳輸一、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

所謂接口就是微處理器與外圍設(shè)備之間的連接電路，它是兩者之間進(jìn)行信息交換時(shí)的必要通路，不同的外設(shè)有不同的輸入/輸出接口電路。例如，鍵盤(pán)輸入有鍵盤(pán)接口電路，CRT顯示器有顯示器輸出接口電路，打印機(jī)也有打印輸出接口電路等等.

二、接口標(biāo)準(zhǔn)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

接口標(biāo)準(zhǔn)是指外設(shè)接口的規(guī)范和定義，它涉及外設(shè)接口的信號(hào)線(xiàn)定義、傳輸速率、傳輸方向、拓樸結(jié)構(gòu)、電氣和機(jī)械特性等方面。二、接口標(biāo)準(zhǔn)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)接口標(biāo)準(zhǔn)的一般特點(diǎn)：1）專(zhuān)用性，一種接口只連接一類(lèi)設(shè)備，不能混用；2）一般在機(jī)箱外，以插頭或插座形式提供；3）信號(hào)傳輸形式既有并行傳輸又有串行傳輸；4）定義信號(hào)線(xiàn)較少，且種類(lèi)不多。二、接口標(biāo)準(zhǔn)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)1、RS-232C串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，是在微機(jī)接口應(yīng)用中常用的一種串行通信總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，全稱(chēng)為EIA—RS—232C標(biāo)準(zhǔn)（ElectoronicIndustrialAssociateRecommendedStandard—232C）

二、接口標(biāo)準(zhǔn)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

RS-232C接口引腳功能2、RS-422A串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)RS-232C的不足提出的二、接口標(biāo)準(zhǔn)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)RS-422A標(biāo)準(zhǔn)接口

RS-422A通過(guò)傳輸線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器，把邏輯電平變換成電位差，完成始端的信息傳送；通過(guò)傳輸線(xiàn)接收器，把電位差轉(zhuǎn)變成邏輯電平，實(shí)現(xiàn)終端的信息接收。RS-422A比RS-232C傳輸信號(hào)距離長(zhǎng)，速度快，傳輸率最大為10Mbit/s，在此速率下電纜允許長(zhǎng)度為120m。如果采用較低傳輸速率，如90000波特率時(shí)，最大距離可達(dá)1200m。RS-422A標(biāo)準(zhǔn)接口

RS-422A每個(gè)通道要用二條信號(hào)線(xiàn)，如果其中一條是邏輯“1”狀態(tài)，另一條就為邏輯“0”，若傳輸過(guò)程中，信號(hào)中混入了干擾和噪聲（以共模形式出現(xiàn)），由于差分器的作用，就能識(shí)別有用信號(hào)并正確接收傳輸?shù)男畔?，并使干擾和噪聲相互抵消。RS-422電路由發(fā)送器、平衡連接電纜、電纜終端負(fù)載、接收器幾部分組成。在電路中規(guī)定只許有一個(gè)發(fā)送器，可有多個(gè)接收器，因此通常采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。該標(biāo)準(zhǔn)允許驅(qū)動(dòng)器輸出為±2V～±6V，接收器可以檢測(cè)到的輸入信號(hào)電平可低到200mV。

RS-232C即是一種電氣標(biāo)準(zhǔn)，又是一種物理接口功能標(biāo)準(zhǔn)，而RS-422A僅是一種電氣標(biāo)準(zhǔn)。

PC機(jī)不帶RS-422A。因此要使用RS-232/RS-422A轉(zhuǎn)換器，把RS-232C接口轉(zhuǎn)換成RS-422A接口。RS-422RS-422A采用平衡驅(qū)動(dòng)、差分接收電路，因?yàn)榻邮掌魇遣罘州斎?，兩根線(xiàn)上的共模干擾信號(hào)互相抵消。在最大傳輸速率10Mbit/s時(shí)，最大通信距離為12m。傳輸速率為100kbit/s時(shí)，通信距離為1200m，最多支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)。RS-422是全雙工，用4根導(dǎo)線(xiàn)傳送數(shù)據(jù)，可以同時(shí)發(fā)送和接收。傳輸速率與通信距離是什么關(guān)系？3、RS-485串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)

RS-485是RS-422A的變型。RS-422A用于全雙工，采用兩對(duì)平衡差分信號(hào)線(xiàn)；而RS-485則為半雙工，采用一對(duì)平衡差分信號(hào)線(xiàn)。RS-485對(duì)于多站互連是十分方便的，允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。二、接口標(biāo)準(zhǔn)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)RS-485電氣特性RS-485的信號(hào)傳輸采用兩線(xiàn)間的電壓來(lái)表示邏輯“1”和邏輯”0”，由于收發(fā)方需要兩根傳輸線(xiàn)，數(shù)據(jù)采用差分傳輸，所以干擾抑制性好。又因無(wú)接地問(wèn)題，所以傳輸距離可達(dá)1200米，傳輸速率可達(dá)1Mbps?？偩€(xiàn)兩端要接匹配電阻。驅(qū)動(dòng)器輸出電平在-1.5V以下時(shí)為邏輯“1”，在+1.5V以上時(shí)為邏輯“0”。接收器輸入電平在-0.2V以下時(shí)為邏輯“1”，在+0.2V以上為邏輯“0”。普通的PC機(jī)一般不帶RS-485接口，因此要使用RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器。RS-485RS-485是RS-422的變形，RS-485為半雙工，對(duì)外只有一對(duì)平衡差分信號(hào)線(xiàn)，通信的雙方在同一時(shí)刻只能發(fā)送數(shù)據(jù)或只能接收數(shù)據(jù)。使用RS-485通信接口和雙絞線(xiàn)可以組成串行通信網(wǎng)絡(luò)?？偩€(xiàn)上可以連接32個(gè)站RS-485的電氣特性：邏輯“1”以?xún)删€(xiàn)間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以?xún)删€(xiàn)間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

⊙RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbpsrs-485最大的通信距離約為1200m，最大傳輸速率為10Mb/s，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100kb/s的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長(zhǎng)的距離，需要加485中繼器。rs-485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)。即采用一條總線(xiàn)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)，rs-485總線(xiàn)一般最大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)4、RJ45接口標(biāo)準(zhǔn)

?RJ45接口通常用于數(shù)據(jù)傳輸，最常見(jiàn)的應(yīng)用為網(wǎng)卡接口。二、接口標(biāo)準(zhǔn)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)4、RJ45接口標(biāo)準(zhǔn)RJ45接線(xiàn)方法RJ45由插頭和插座組成RJ45型網(wǎng)線(xiàn)插頭又稱(chēng)水晶頭，共有八芯做成，廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)和ADSL寬帶上網(wǎng)用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間網(wǎng)線(xiàn)（稱(chēng)作五類(lèi)線(xiàn)或雙絞線(xiàn)）的連接。在具體應(yīng)用時(shí)，RJ45型插頭和網(wǎng)線(xiàn)有兩種連接方法（線(xiàn)序），分別稱(chēng)作T568A線(xiàn)序和T568B線(xiàn)序。RJ45型網(wǎng)線(xiàn)插頭引腳號(hào)的識(shí)別方法是：手拿插頭，有8個(gè)小鍍金片的一端向上，有網(wǎng)線(xiàn)裝入的矩形大口的一端向下，同時(shí)將沒(méi)有細(xì)長(zhǎng)塑料卡銷(xiāo)的那個(gè)面對(duì)著你的眼睛，從左邊第一個(gè)小鍍金片開(kāi)始依次是第1腳、第2腳、…、第8腳。4、RJ45接口標(biāo)準(zhǔn)T568B線(xiàn)序的適用范圍RJ45型網(wǎng)線(xiàn)插頭各腳與網(wǎng)線(xiàn)顏色標(biāo)志的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：插頭腳號(hào)網(wǎng)線(xiàn)顏色1————橙白2————橙3————綠白4————藍(lán)5————藍(lán)白6————綠7————棕白8————棕

傳輸介質(zhì)也稱(chēng)傳輸媒質(zhì)或通信介質(zhì)，是指通信雙方用于彼此傳輸信息的物理通道。三、傳輸介質(zhì)通常分為：有線(xiàn)傳輸介質(zhì)無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)兩大類(lèi)有線(xiàn)傳輸介質(zhì)使用物理導(dǎo)體提供從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備的通信通道；無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)不使用任何人為的物理連接，通過(guò)空間來(lái)廣播傳輸信息。1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)三.傳輸介質(zhì)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

三.傳輸介質(zhì)1、雙絞線(xiàn)雙絞線(xiàn)(twistedpair，TP)是一種綜合布線(xiàn)工程中最常用的傳輸介質(zhì)，是由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線(xiàn)組成的。與其他傳輸介質(zhì)相比，雙絞線(xiàn)在傳輸距離，信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制，但價(jià)格較為低廉。實(shí)際使用時(shí)，雙絞線(xiàn)是由多對(duì)雙絞線(xiàn)一起包在一個(gè)絕緣電纜套管里的，及雙絞線(xiàn)電纜，但日常生活中一般把"雙絞線(xiàn)電纜"直接稱(chēng)為"雙絞線(xiàn)"。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線(xiàn)按一定密度互相絞在一起，每一根導(dǎo)線(xiàn)在傳輸中輻射出來(lái)的電波會(huì)被另一根線(xiàn)上發(fā)出的電波抵消，有效降低信號(hào)干擾的程度。

三.傳輸介質(zhì)1、雙絞線(xiàn)

網(wǎng)線(xiàn)是雙絞線(xiàn)的一種，雙絞線(xiàn)包括但不限于網(wǎng)線(xiàn)。雙絞線(xiàn)由8根不同顏色的線(xiàn)分成4對(duì)絞合在一起，成對(duì)扭絞的作用是盡可能減少電磁輻射與外部電磁干擾的影響。網(wǎng)絡(luò)中最常用的是三類(lèi)線(xiàn)和五類(lèi)線(xiàn)，目前已有六類(lèi)以上的。在EIA／TIA－568標(biāo)準(zhǔn)中，將雙絞線(xiàn)按電氣特性區(qū)分為：三類(lèi)、四類(lèi)、五類(lèi)線(xiàn)。網(wǎng)線(xiàn)的制作與測(cè)試網(wǎng)線(xiàn)的制作與測(cè)試網(wǎng)線(xiàn)的制作與測(cè)試

2、同軸電纜同軸電纜(CoaxialCable)是指有兩個(gè)同心導(dǎo)體，而導(dǎo)體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。最常見(jiàn)的同軸電纜由絕緣材料隔離的銅線(xiàn)導(dǎo)體組成，在里層絕緣材料的外部是另一層環(huán)形導(dǎo)體及其絕緣體，然后整個(gè)電纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護(hù)套包住。三、傳輸介質(zhì)1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

三.傳輸介質(zhì)2、同軸電纜75Ω同軸電纜常用于CATV網(wǎng)，故稱(chēng)為CATV電纜，傳輸帶寬可達(dá)1GHz，目前常用CATV電纜的傳輸帶寬為750MHz。50Ω基帶電纜又分細(xì)同軸電纜和粗同軸電纜。50Ω同軸電纜主要用于基帶信號(hào)傳輸，傳輸帶寬為1～2OMHz，總線(xiàn)型以太網(wǎng)就是使用50Ω同軸電纜，在以太網(wǎng)中，50Ω細(xì)同軸電纜的最大傳輸距離為185米，50Ω粗同軸電纜可達(dá)1000米。

三.傳輸介質(zhì)3、光纜光纜(opticalfibercable)是為了滿(mǎn)足光學(xué)、機(jī)械或環(huán)境的性能規(guī)范而制造的，它是利用置于包覆護(hù)套中的一根或多根光纖作為傳輸媒質(zhì)并可以單獨(dú)或成組使用的通信線(xiàn)纜組件。光纜是一定數(shù)量的光纖按照一定方式組成纜芯，外包有護(hù)套，有的還包覆外護(hù)層，用以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸?shù)囊环N通信線(xiàn)路。即：由光纖（光傳輸載體）經(jīng)過(guò)一定的工藝而形成的線(xiàn)纜。1.3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

三.傳輸介質(zhì)3、光纜組成：由光導(dǎo)纖維（細(xì)如頭發(fā)的玻璃絲）和塑料保護(hù)套管及塑料外皮構(gòu)成。即由加強(qiáng)芯和纜芯、護(hù)套和外護(hù)層3部分組成。光纜的基本結(jié)構(gòu)一般是由纜芯、加強(qiáng)鋼絲、填充物和護(hù)套等幾部分組成，另外根據(jù)需要還有防水層、緩沖層、絕緣金屬導(dǎo)線(xiàn)等構(gòu)件光纜內(nèi)沒(méi)有金、銀、銅鋁等金屬，一般無(wú)回收價(jià)值。光纜纜芯結(jié)構(gòu)有單芯型和多芯型兩種：?jiǎn)涡拘陀谐鋵?shí)型和管束型兩種；多芯型有帶狀和單位式兩種。外護(hù)層有金屬鎧裝和非鎧裝兩種。

三.傳輸介質(zhì)3、光纜優(yōu)點(diǎn)：光纖通信是現(xiàn)代信息傳輸?shù)闹匾绞街?。具有更寬的帶寬和梗高的傳輸速率容量大中繼距離長(zhǎng)保密性好不受電磁干擾節(jié)省銅材等優(yōu)點(diǎn)。價(jià)格高1.3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下四大類(lèi)：環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：環(huán)形拓?fù)洹⑿切瓮負(fù)洹⒖偩€(xiàn)拓?fù)淇偩€(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：將網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備通過(guò)相應(yīng)的硬件接口直接連接到公共總線(xiàn)上，結(jié)點(diǎn)之間按廣播方式通信，一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息，總線(xiàn)上的其它結(jié)點(diǎn)均可“收聽(tīng)”到。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布線(xiàn)容易、可靠性較高，易于擴(kuò)充，是局域網(wǎng)常采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：所有的數(shù)據(jù)都需經(jīng)過(guò)總線(xiàn)傳送，總線(xiàn)成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；出現(xiàn)故障診斷較為困難。例如：最著名的總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以太網(wǎng)（Ethernet）。1.3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)每個(gè)結(jié)點(diǎn)都由一條單獨(dú)的通信線(xiàn)路與中心結(jié)點(diǎn)連結(jié)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、便于管理，連接點(diǎn)的故障容易監(jiān)測(cè)和排除。缺點(diǎn)：中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。1.3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各結(jié)點(diǎn)通過(guò)通信線(xiàn)路組成閉合回路，環(huán)中數(shù)據(jù)只能單向傳輸。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合使用光纖，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸延遲確定缺點(diǎn)：環(huán)網(wǎng)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)均成為網(wǎng)絡(luò)可靠性的瓶頸，任意結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障都會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓，另外故障診斷也較困難。1.3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下四大類(lèi)：樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種層次結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)按層次連結(jié)，信息交換主要在上下結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰結(jié)點(diǎn)或同層結(jié)點(diǎn)之間一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。優(yōu)點(diǎn)：連結(jié)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，適用于匯集信息的應(yīng)用要求。缺點(diǎn)：資源共享能力較低，可靠性不高，任何一個(gè)工作站或鏈路的故障都會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)1.3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.3.4網(wǎng)絡(luò)控制方法

網(wǎng)絡(luò)控制方法是指在網(wǎng)絡(luò)通信中使信息從發(fā)送裝置迅速而正確地傳送到接收裝置管理機(jī)制。常用的網(wǎng)絡(luò)控制方法有以下3種。（1）令牌方式（2）爭(zhēng)用方式（3）主從方式1）令牌方式。只有得到令牌的節(jié)點(diǎn)，才有權(quán)控制和使用網(wǎng)絡(luò)，用于總線(xiàn)型和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。令牌是一組特定的二進(jìn)制代碼，它按照事先排列的某種邏輯順序沿網(wǎng)絡(luò)而行，令牌有空、忙兩種狀態(tài)，開(kāi)始時(shí)為空閑；節(jié)點(diǎn)只有得到空令牌時(shí)才具有信息發(fā)送權(quán)，同時(shí)將令牌置為忙。令牌沿網(wǎng)絡(luò)而行，當(dāng)信息被目標(biāo)節(jié)點(diǎn)取走后，令牌被重新置為空。1.3.4網(wǎng)絡(luò)控制方法2）爭(zhēng)用方式網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)自由發(fā)送信息,但兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送會(huì)有沖突需要加以約束,常采用CSMA/CD方式即載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè),是一種分布式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議,網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都能獨(dú)立的決定數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，常用于網(wǎng)絡(luò)型總線(xiàn)。3）主從方式網(wǎng)絡(luò)中的主站周期性地輪詢(xún)各從站節(jié)點(diǎn)是否需要通信,被輪詢(xún)的節(jié)點(diǎn)允許與其它節(jié)點(diǎn)通信,多用于信息量少的簡(jiǎn)單系統(tǒng)。適用于星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或具有主站的總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。1.3.4網(wǎng)絡(luò)控制方法數(shù)據(jù)交換技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中通常采用的數(shù)據(jù)交換方式:線(xiàn)路交換報(bào)文交換分組交換

1.3.5數(shù)據(jù)交換方式使用線(xiàn)路（電路）交換（CircuitSwitching）方式，就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條專(zhuān)用的通信線(xiàn)路。按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線(xiàn)路的資源。最普通的線(xiàn)路交換例子是電話(huà)系統(tǒng)。線(xiàn)路交換方式過(guò)程：（1）線(xiàn)路建立（2）數(shù)據(jù)傳送（3）線(xiàn)路拆除線(xiàn)路交換

報(bào)文交換不需要事先建立實(shí)際的物理連接，而是經(jīng)由中間節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，因此有時(shí)又將其稱(chēng)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。報(bào)文交換

報(bào)文交換方式的傳輸對(duì)象是報(bào)文，長(zhǎng)度不限且可變，報(bào)文中包括要發(fā)送的正文信息、收發(fā)站的地址及其它控制信息。

報(bào)文交換比線(xiàn)路交換有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）線(xiàn)路效率較高，因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通道。（2）不需要同時(shí)使用發(fā)送器和接收器來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可以在接收器可用之前，暫時(shí)存儲(chǔ)這個(gè)報(bào)文。（3）在線(xiàn)路交換網(wǎng)上，當(dāng)通信量變得很大時(shí)，就不能接受某些呼叫。（4）報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地。（5）根據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)短或其他特征能夠建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)，使得一些短的、重要的報(bào)文優(yōu)先傳遞。（6）報(bào)文交換網(wǎng)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。

缺點(diǎn)：延時(shí)長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)交互式的通信要求。報(bào)文交換

分組交換（PacketSwitching）試圖兼有報(bào)文交換和線(xiàn)路交換的優(yōu)點(diǎn)，而使兩者的缺點(diǎn)最少。分組交換與報(bào)文交換的工作方式基本相同，形式上的主要差別在于，分組交換網(wǎng)中要限制所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度。如何管理這些分組流呢?目前有兩種方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路。

分組交換

在數(shù)據(jù)報(bào)方法中把一個(gè)完整的報(bào)文分割成若干報(bào)文分組，并為每個(gè)報(bào)文分組編好序號(hào)，以便確定他們的先后次序，報(bào)文分組稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)。每個(gè)數(shù)據(jù)包被獨(dú)立地處理，就像在報(bào)文交換中每個(gè)報(bào)文被獨(dú)立地處理那樣，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)一個(gè)路由選擇算法，為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一條路徑，使它們的目的地相同。這樣，接收站所收到的數(shù)據(jù)報(bào)順序可能是雜亂無(wú)章的，接收站必須按照數(shù)據(jù)報(bào)中的序號(hào)重新排序，以便恢復(fù)原來(lái)的順序。

分組交換

在虛電路中，數(shù)據(jù)在傳送以前，發(fā)送和接收雙方在網(wǎng)絡(luò)中建立起一條邏輯上的連接，但它并不是像電路交換中那樣有一條專(zhuān)用的物理通路，該路徑上各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有緩沖裝置，服從于這條邏輯線(xiàn)路的安排，也就是按照邏輯連接的方向和接收的次序進(jìn)行輸出排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)就不需要為每個(gè)數(shù)據(jù)包作路徑選擇判斷，就好像收發(fā)雙方有一條專(zhuān)