工业通信网络6知识讲稿.ppt

工业通信网络与技术（现场总线）;主要教学内容和学时分配;第六部分 工业以太网 ;3.注重控制网络与公用数据网络的结合 HSE；Profinet；透明工厂等，各种控制网络都在向数据网络挂靠 4.注重使测控设备具备网络浏览功能 具有网络浏览功能的PLC；具有网络浏览功能的远程数据终端 借助通用浏览器工具得到专用设备的数据信息 控制设备走向开放的窗口。 5.以太网已直接进入控制网络 以太网技术进入控制网络的优势和问题 我国的EPA标准 6.多种通信方式下的数据传输与数据集成，管控一体化目标下的数据综合利用 有线、无线通信的结合；控制网络与其它网的互连； 数据集成，综合利用：共同构成测量控制系统；发布运行、调度信息 ;可能的出路;工业 Ethernet;以太网在自动化领域应用现状;自动化系统和管理管理的融合，WEB技术和无线等应用促使自动网络采用通用的Ethernet。Ethernet本身的迅速发展，在性能价格上还有改善空间。Ethernet，TCP/IP本身为互操作性问题铺平了道路。 在单元和模板以上，Ethernet已具有优势。在传感器级别性价比还不具竞争力。在仪表等领域，Ethernet要满足本安型应用有一定难度，也很难满足对仪表供电等要求。 促进工业Ethernet应用对中国产业界的影响及建议由于没有一种总线在中国占压倒性优势，跟踪并采用国际先进和技术可以发挥后发优势。采用开放、免费并且知识产权限制的技术Ethernet和TCP/IP，可以节约资金，并有得自主知识产权技术的开发。减少专有网络的影响，有利于形成公平的市场竞争环境。采用Ethernet和TCP/IP等开放的技术，为参与国际技术竞争创造良好的条件。;网卡的作用 ;以太网的广播方式发送 ;以太网提供的服务 ;载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD;争用期;二进制指数类型退避算法 (truncated binary exponential type);争用期的长度 ;最短有效帧长： 如果发生冲突，就一定是在发送的前 64 字节之内。 由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于 64 字节。 以太网规定了最短有效帧长为 64 字节，凡长度小于 64 字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。 强化碰撞： 当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时，除了立即停止发送数据外，还要再继续发送若干比特的人为干扰信号(jamming signal)，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。;6.3 以太网通信协议;铜缆或铜线连接到以太网的示意图 ;以太网的 MAC 层;;;;;;;;;无效的 MAC 帧： 数据字段的长度与长度字段的值不一致； 帧的长度不是整数个字节； 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错； 数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间。 有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间。 对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。 帧间最小间隔： 帧间最小间隔为 9.6 ?s，相当于 96 bit 的发送时间。 一个站在检测到总线开始空闲后，还要等待 9.6 ?s 才能再次发送数据。 这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理，做好接收下一帧的准备。;用集线器 使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。 用网桥。网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个端口. ;;优点： 过滤通信量。 扩大了物理范围。 提高了可靠性。 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网。存储转发增加了时延。 缺点： 在MAC 子层并没有流量控制功能。 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。 ;1990 年问世的交换式集线器(switching hub)，可明显地提高局域网的性能。 交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。 以太网交换机通常都有十几个端口。因此，以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥，可见交换机工作在数据链路层。 以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。 交换机能同时连通许多对的端口，使