数据通信基础与互联网络

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1、数据通信技术与网络互联2.1数据通信技术2.1.1基本概念1.总线的基本术语（1）总线与总线段：（2）总线主设备：BusMaster，命令者（3）总线从设备：BusSlaver，基本设备（4）控制信号：三种类型。控制连在总线上的设备；改变总线操作的方式；表明地址和数据的含义（5）总线协议2、总线操作的基本内容（1）总线操作：命令者与响应者之间的“连接-数据传送-脱开”（2）总线传送：命令者与响应者之间的数据传递；“读”、“写”操作。（3）通信请求：某一设备向另一设备发出的请求信号。（4）寻址：物理寻址、逻辑寻址、广播寻址（5）总线仲裁：解决冲突，裁决哪一个主设备是下一

2、个占有总线的设备（6）总线定时：总线操作用“定时”信号进行同步，用于指明总线上的数据和地址在什么时刻是有效的（7）出错检测（8）容错2.2、系统网络计算机网络在很多方面不同于通用的计算机网络。它是一个实时网络，即网络需要现场通讯实时性的要求，在确定的时限内完城信息的传送。这里所说的“确定”的时限是指，无论在何种情况下，信息传送都能在这个时限内完成，而这个时限则是根据被控制过程的实时性要求确定的（1）网络结构：可分为星形、总线形、环形三种中心节点星形网络结构总线形网络结构环形网络结构星型结构从传送实时性讲，星形网是最好的，因为这种结构无公用传输介质，但DCS不采用这种结

3、构，由于其中心节点的存在使危险性集中，不符合DCS的设计原则。目前DCS应用最为广泛的网络结构是环形网和总线形网，因为在这两种结构中，各个节点是平等的，任意两个节点之间的通信可以直节通过网络进行，无需其它节点的介入。但存在共用传输介质的问题，这是影响网络传输实时性的关键。（2）传输介质共享的方式传输介质：细同轴电缆（细缆）、粗同轴电缆（粗缆）、光缆为解决传输介质共享，对于多个节点传送信息的请求必须采用分时方法，避免信息在网络上的碰撞，一种方式为TokenRing(对于环形），TokenPassing（对于总线性网），即令牌方式；另一种方式为载波侦听与碰撞技术，即CSM

4、A/CD方式。2.3通讯系统一、数据通讯1、数据、信号与传送（1）模拟数据的模拟信号传送：声音在普通电话线中传送（2）模拟数据的数字信号传送：声音或图象通过脉冲编码器（PCM）调制在DCS中通过A/D转换，经网络传送数字信号。（3）数字信号的模拟信号传送：调制解调器（MODEM）。调幅、调频、调相。（4）数字数据的数字信号传送：以一定编码的形式（祯）经并行或串行总线传送或现场总线传送2、数据通讯系统的构成信号变换器信号变换器处理机外设终端终端系统（模拟信号）（数字信号）（数字信号）传输系统处理系统通信线路3、同步通信和异步通信（1）异步通信:每次传送一个字符（5-8比

5、特），每个字符前面加1位起始位（“0”），后面加1位校验位和1-2位停止位（“1”），不传送字符时连续传送“1”。接受器根据“1”到“0”的跳变识别起始位，确定有新的字符发送时，启动定时器。（2）同步通信：同步通信是比异步通信更有效的通信方式，在字符之间不加起始位、校验位和停止位等，而成块（数据祯）的传送字符或比特流。4、单工通信和双工通信（1）单工通信：数据只能沿单一方向进行发送或接收。为了保证数据正确接收提供是否重发的信息，还要有一个反向的应答信号。（2）双工通信半双工通信：数据可沿两个方向交替传送，但同一时刻只能沿一个方向传送，两个方向的应答信号使用同一信道，因

6、此要有控制信号流向的设备。(RS485)全双工通信：在两个方向上的数据和应答信号均可同时传输，有四条独立的信道(RS422)BABABA数据应答应答应答数据数据（a）（b）（c）二、数据传送中的差错控制例如：发送端码元序列：C=01001101011接收端码元序列：R=01100110001错误码元序列：E=CR=00101011010（”1”表示错误，”0”表示正确）突发错误的特点：某一码元出错与其前后码元有相关性，往往使错误成串密集的产生。成串的突发错误中第一个错误位到最后一个错误位之间的长度（中间可以有不错的位）称为突发长度。采取屏蔽措施，选择合理的调制方法（

7、如调相）提高信噪比等，可以大大降低但不能完全消除差错。目前一般通讯电路中，传输率为600-2400bps之间，误码率为10-4-10-6，高速传输的误码率为10-2-10-4，对DCS系统的传输，误码率要求低于10-9。数据通信中为实现无差错传送而使用的技术称为差错控制—应用抗干扰码和纠错。差错噪声白噪声：分子热运动引起，随机错误冲击噪声：电磁干扰引起，突发错误1、抗干扰编码的基本思想人们交谈时，有时并没有听懂对方讲话的每个字、每个名，但是却能够懂得对方讲话的含义，因为语言中的字与字、名与名之间存在着相关性和规律性。抗干扰编码就是基于这种思想，使原来