工业以太网传输延时特性分析

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果工业以太网传输延时特性分析当节点发送数据不成功时，就出现一个争用期，实际的状况是若干个争用期后跟着一个成功的发送，为了保证系统的稳定性，一般对数据帧发送次数进行一定的限制，当重发次数超过16次后就不再重发，而放弃此数据帧。假设W为某个节点的数据帧发送的成功概率；网络系统为均匀状态，节点发送的概率均为p，节点个数为N，某个节点的数据帧发送成功概率为：当有N个节点时，要使得每个节点成功发送数据帧的概率最大，此时，所以某个节点最大成功发送概率是：当时，，

2、实际上，只要有十几个节点，W就接近于这个极限值了。这点从下面表1的具体数值计算中即可看出。表1N和W的对应值56当节点发送数据不成功时，就出现一个争用期，所以一个争用期出现的概率为1-W，实际的状况是若干个争用期后跟着一个成功的发送，所以出现n个争用期后跟着一个成功发送的概率U为：所以争用期的平均个数把代入式可计算得争用期的平均个数所以由、两式得争用期的平均时间为：定义数据帧的定长为L字节，网络线路的容量为Cmb/s，则发送一帧数据所用的时间则网络的吞吐率为4仿真与结论下面以网络线路的容量C为10mb/s的以太网，传输延时是64字节的时槽时间2τ课题份量和难易程度要恰当，博士生能

3、在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果为51.μS，干扰周期，网络延时的不确定性是由于数据帧的到达率不确定性决定的，不妨假设在某一时刻数据帧的到达率为，用Mathlab对式-进行仿真得如下数据和仿真：表网络传送延时、排队延时、吞吐量对应表此表表明在数据帧长一定的情况下，数据帧越长，传送延时就越大，当数据帧长度超过128B时，传送延时在总延时里占主导地位；从表格的第二行和第三行可以看出，在帧长度一定的情况下，增

4、加网络的带宽，则会大大的降低网络的吞吐量。但现实的许多关于网络硬件的研究工作都要增大带宽，上面的公式和表格数据显示，用这种方式实现的以太网可能并不是适合这些应用的最佳系统。另外可以看出，数据帧越长，网络的吞吐率就越高。图帧长与节点数对网络吞吐率的影响从图2可以看出，网络的吞吐率随着节点数的增加而减小，但当发送数据帧的节点数超过64时，网络的吞吐率几乎处于平稳状态；数据帧越长，网络的吞吐率就越大。工业以太网对数据的实时性要求较高，从文中数据帧发送延时公式可知欲减少延时，可通过减少数据帧的长度；如果通过减小数据帧的长度来减小网络延时，那么从表2和图2可以看出这将导致系统的吞吐率降低，

5、所以在满足一定的吞吐率的条件下，可尽量减少数据帧长，这对提高网络控制系统的性能具有重大意义。参考文献[1]郭敏强　王树青基于模型的网络控制系统传输特性分析仪器仪表学报：453-456[2]李文中李春洪课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果叶保留计算机网络[M]清华大学出版社[3]WalshGC，HongYe,BushnellL.Stabilityanalysisofnetwo

6、rkedcontrolsystems.AmericanControlConference,004,：876～880[4]　ZhangWEi,BranickyMS,PhillipsS.M.Stabilityofnetworkedcontrolsystems.IEEEControlSystemsMagazine,001,1(1)：4-99[5]LEEYS,MOONYS,KWONWH,etal.DelayDependentRobustControlforUncertainSystemswithaState-delay[J].Automatic,004,(1)：265-272[6]刘晓明

7、，宋铁成，沈连丰，基于CSMA/CD的教学试验设计与实现电气电子教学学报004，26：28-32[7]陈磊，冯冬芹，金建祥等，以太网在工业应用中的实时能力分析化工自动化及仪表003，30：44-47[8]车架雄，CSMA/CD吞吐量分析湛江海洋大学学报，XX，20：52-55课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。