第2章工业通信基础解答.ppt

2007.2 V2.0 现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua 本章内容 2.1工业网络通信基础 1. 工业数据通讯的基本概念 2. 数据编码 3. 数据传输 4. 差错控制 2.2 工业网络物理结构 1. 网络的传输媒介 2.工业通信网络的拓扑形式 3.介质访问控制方式 2.3 开放系统互连参考模型 1. OSI参考模型 2. 网络互连 3. 现场总线通信协议模型 2.1 工业网络通信基础 工业数据通讯的基本概念 工业数据通信基础 工业数据通信的基本任务 计算机技术和通信技术相结合，应用于工业自动化领域中，通过智能化的现场设备把车间层和设备层的工业数据安全准确地传送到上层网络中，从而为实现真正的企业ERP提供全生命周期的设备和现场数据。 2.1 工业网络通信基础 工业数据通讯的基本概念 工业数据通信基础 工业数据通信的技术基础 主要涉及通信协议、信号编码、数据传输和交换、安全、通信控制和软硬件平台等。 工业数据通信系统的基本组成 主要由数据信息的发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、通信协议等组成。 2.1 工业网络通信基础 工业数据通讯的基本概念 数据通信的一些基本术语 数据(Data)：数据是任何描述物体概念、情况、形势的事实、数字、字母和符号。也可以说数据是传递（携带）信息的实体，信息(Information)则是数据的内容或解释 模拟(Analog)数据； 数字(Digital)数据。 信号(Signal)：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式传播 模拟信号； 数字信号 。 2.1 工业网络通信基础 工业数据通讯的基本概念 数据通信的一些基本术语 信道(Channel)：传送信息的线路（或通路）。 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。 数字通信的优点 抗噪声（干扰）能力强 可以控制差错，提高了传输质量 便于用计算机进行处理 易于加密、必威体育官网网址性强 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活 仅在不得已的情况下，才会采用模拟通信。 如用modem通过拨号线路传输数字信号。 2.1 工业网络通信基础 工业数据通讯的基本概念 数据通信的一些基本术语 信道带宽（Band Width）：信道上传输的是电磁波信号，某个信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽。数据通信系统的信道传输的是电磁波(包括无线电、微波、光波等)，带宽就是它所能传输电磁波的最大有效频率与最小有效频率之差。 信道容量(Channel capacity) ：信道的传输能力是有一定限制的，某个信道传输数据的速率有一个上限，叫作信道的最大传输速率，即信道容量。信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系的。 2.1 工业网络通信基础 工业数据通讯的基本概念 数据通信的一些基本术语 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元。 2.1 工业网络通信基础 工业数据通讯的基本概念 数据通信的一些基本术语 数据传输速率 比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s)。每秒钟传递的bit数。 波特率（Baud Rate）：信号传输速率（baud）。每秒钟传递的信号脉冲（波形）数。还可以说是每秒钟传送的码元数。 Rbit = Rbaud log2M 式中：M为信号的有效状态数，即码元数。当M＝2时（二进制数表示信号波形），两者相等。一般来说波特率小于比特率。 误码率(Bit error rate)：信道传输的可靠性指标 P= 错误的位数 / 传输的总位数 2.1 工业网络通信基础 数据编码 为什么要进行数据编码？ 工业数据通信的系统的任务是传送数据或指令等信息，而这些信息通常用离散的二进制0、1序列的方式来表示，即用0、1的不同组合来表示不同的信息内容。例如用00、01、10、11来分别表示电动机的停止、运行、错误和不确定等四个状态。 通过编码把一种组合与一个确定的内容联系起来。编码要得到通信各方的认同。 2.1 工业网络通信基础 数据编码 编码种类 不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种组合，每一种相应地需要进行不同的编码处理。 数据：模拟数据、数字数据 信号：模拟信号、数字信号 信道：模拟信道、数字信道 2.1 工业网络通信基础 数据编码 编码和调制 用数字信号承载数字或模拟数据——编码 用模拟信号承载数字或模拟数据——调制 2.1 工业网