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工 业 控 制 网 络（现场总线） 第2章 数据通信与计算机网络基础 2.1 数据编码 2.2 信号的传输方式 2.3 通信方式 2.4 网络拓扑结构 2.5 网络的传输介质 2.6 介质访问控制方式 2.7 计算机网络硬件 2.8 网络软件 2.9 参考模型 2.1 数据编码 码元——所传输数据的基本单位。 数据编码——通信系统中以何种物理信号的形式来表达数据。 模拟数据编码：用模拟信号的不同幅度、频率、相位来表达数据的0、1状态。 数字数据编码：用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态。 2.1.1数字数据编码 单极性码 　 信号电平是单极性的。 双极性编码 　　信号电平为正、负两种极性的。 2.1.1 数字数据编码 归零码（RZ） 　归零码在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的编码。 非归零码（NRZ） 　非归零码在整个码元时间内维持有效电平。 2.1.1 数字数据编码 差分码 　差分码用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”。 变化为“1” ，不变化为“0” 。 曼彻斯特编码（Manchester Encoding） 　码元本身分为两半，前半个时间段所传信号是该时间段传送比特值的反码，后半个时间段传送的是比特值本身。 2.1.1 数字数据编码 2.1.1 数字数据编码 2.1.1 数字数据编码 2.1.2 模拟数据编码 模拟数据编码的三种编码方法： 幅度键控ASK（amplitude-shift keying） 频移键控FSK（frequency-shift keying） 相移键控PSK（phase-shift keying） 2.1.2 模拟数据编码 2.2 信号的传输方式 2.2.1基带传输 2.2.2载波传输 2.2.3宽带网 2.2.4异步传输模式ATM 2.2.1 基带传输 基带传输就是在数字通信的信道上直接传送数据的基带信号，即按数据波的原样进行传输，不包含有任何调制，它是最基本的数据传输方式。 2.2.1 基带传输 基带传输特点： 不用调制解调器 系统价格低廉 较高的数据传输速率（一般为1Mb/s～10 Mb/s） 传输距离一般不超过25km 半双工方式或单工方式 2.2.2 载波传输 　载波传输采用数字信号对载波进行调制后实行传输。最基本的调制方式有上述的幅度键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK三种。 2.2.3 宽带网 宽带网与基带网的主要区别： 数据传输速率不同，基带网的数据速率范围为0～10 Mb/s，宽带网可达0～400 Mb/s； 宽带网可划分为多条基带信道，提供良好的通信路径。 2.2.4 异步传输模式ATM 　ATM（asynchronous transfer mode）是实现高速网络的主要技术。速率可达155 Mb/s到2.4Gb/s，也有25 Mb/s和50 Mb/s的ATM技术，可适用于局域网和广域网。 2.3 通信方式 2.3.1单工通信（simplex communication） 2.3.2半双工通信（half-duplex communication） 2.3.3全双工通信（full-duplex communication） 2.3 通信方式 单工通信（simplex communication） 单工，就是指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送。单工通信线路一般采用二线制。 2.3 通信方式 半双工通信（half-duplex communication） 　　 半双工通信是指信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输 。 2.3 通信方式 全双工通信（full Duplex communication） 　能同时作双向通信。通信效率高，控制简单，但结构较复杂，成本较高。 2.3 通信方式 2.4 网络拓扑结构 星形 环形 总线形 树形 不规则形 完整形 2.4 网络拓扑结构 2.4.1 星形拓扑 　在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到中央节点，任何两站之间通信都通过中央节点进行。中央节点的结构显得比较复杂，对其要求较高。 2.4.2 环形拓扑 　通过中继器进行点-点连接，构成一个封闭的环路。中继器接收前驱站发来的数据，发往后继站。链路是单向的，工作站需有较复杂的网路处理功能。 2.4.3 总线拓扑 　在总线拓扑中，传输介质是一条总线，工作站通过相应硬件接口接至总线上。一个站发送数据，所有其它站都能接收。 2.4.4 树形拓扑 　树形是总线形的扩展，传输介质是不封闭的分支电缆。和总线拓扑一样，一个站发送数据，其它站都能接收。树形结构非常适合于分主次、分等级的层次型管理系统