第06章-计算机控制中的网络与通信技术ppt课件.ppt
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1、2022-7-29计算机控制技术12022-7-29计算机控制技术22022-7-29计算机控制技术32022-7-29计算机控制技术42022-7-29计算机控制技术52022-7-29计算机控制技术62022-7-29计算机控制技术7采用局域网,传输采用局域网,传输速率较高,误码率速率较高,误码率较低。组网方便,较低。组网方便,技术简单。技术简单。传输距离远,传输传输距离远,传输速率较低,误码率速率较低,误码率较高。机制复杂。较高。机制复杂。局域网局域网 指几公里的地理范指几公里的地理范围内将计算机、外设和通围内将计算机、外设和通信设备互连在一起的网络信设备互连在一起的网络系统。系统。广域
2、网广域网 涉及的范围较涉及的范围较大,通常可以达到几十大,通常可以达到几十公里、几百公里,甚至公里、几百公里,甚至更远。更远。2022-7-29计算机控制技术8 2022-7-29计算机控制技术9 2022-7-29计算机控制技术10 2022-7-29计算机控制技术11 2022-7-29计算机控制技术122022-7-29计算机控制技术132022-7-29计算机控制技术142022-7-29计算机控制技术15 。2022-7-29计算机控制技术16DataDataData主机终端终端终端主机终端终端通信处理机主机终端通信子网通信子网资源子网资源子网通信处理机2022-7-29计算机控制技
3、术17 2022-7-29计算机控制技术18应应 用用 层层表表 示示 层层会会 话话 层层传传 输输 层层网网 络络 层层物物 理理 层层 数据链路层数据链路层逻辑链路控制层(逻辑链路控制层(LLC)介质存取控制层(介质存取控制层(MAC)2022-7-29计算机控制技术19 2022-7-29计算机控制技术20 2022-7-29计算机控制技术212022-7-29计算机控制技术22 2022-7-29计算机控制技术23 2022-7-29计算机控制技术242022-7-29计算机控制技术252022-7-29计算机控制技术26NNN-1N-1物理层物理层物理层物理层OSI环境下的层间通信
4、环境下的层间通信2022-7-29计算机控制技术272022-7-29计算机控制技术28分支结点分支结点中央结点中央结点星形结构示意图星形结构示意图2022-7-29计算机控制技术29 2022-7-29计算机控制技术30 2022-7-29计算机控制技术31计算机计算机终接器终接器 总线结构示意图总线结构示意图2022-7-29计算机控制技术32 2022-7-29计算机控制技术33闭合回路闭合回路计算机计算机 环形结构示意图环形结构示意图2022-7-29计算机控制技术34 2022-7-29计算机控制技术35闭合回路闭合回路计算机计算机环星形结构示意图环星形结构示意图2022-7-29计
5、算机控制技术36闭合回路闭合回路计算机计算机环星形结构示意图环星形结构示意图2022-7-29计算机控制技术37闭合回路闭合回路计算机计算机环星形结构示意图环星形结构示意图2022-7-29计算机控制技术382022-7-29计算机控制技术39 2022-7-29计算机控制技术40IEEE802IEEE802标准标准网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层逻辑链路控制逻辑链路控制 LLC媒体访问控制媒体访问控制 MAC高层高层 OSI OSI IEEE 802 IEEE 802物理层物理层PHYPHY由由NOSNOS来实现来实现2022-7-29计算机控制技术41IEEE 802.3的体系
6、结构与功能实现 物理层物理层站接口站接口数据封装数据封装/解封(解封(MAC 帧)帧)链路管理(链路管理(CSMA/CD协议)协议)曼彻斯特编码曼彻斯特编码/译码译码发送发送/接收接收MACMACLLCLLC2022-7-29计算机控制技术42 2022-7-29计算机控制技术43 2022-7-29计算机控制技术44 CSMA/CD又称随机访问技术或争用技术。主要用于总线形网络。 工作原理是:当某一结点要发送信息时,首先要侦听网络中有无其它结点正发送信息,若没有则立即发送;否则,即网络中已有某结点发送信息(信道被占用),该结点就需要等待一段时间,直至信道空闲,开始发送。 多个结点共同使用同一
7、条线路,任何结点发送信息前都必须先检查网络的线路是否有信息传输。 2022-7-29计算机控制技术452022-7-29计算机控制技术46 CSMA/CD技术中,需解决信道被占用 时 和 两个问题。 当某结点检测到信道被占用后,继续检测下去,待发现信道空闲时,立即发送。 当某点检测到信道被占用后就延迟一个随机时间,然后再检测。重复这一过程,直到信道空闲,开始发送。 等待占用的时间等待占用的时间信息冲突信息冲突2022-7-29计算机控制技术47当某结点开始占用网络信道发送信息时,该点再继续对网络检测一段时间,也就是说该点一边发送一边接收,且把收到的信息和自己发送的信息进行比较,若比较结果相同,
8、说明发送正常进行,可以继续发送;若比较结果不同,说明网络上还有其它结点发送信息,引起数据混乱,发生冲突,此时应立即停止发送,等待一个随机时间后,再重复以上过程。2022-7-29计算机控制技术48 原理较简单,且技术上较易实现。 网络中各结点处于同等地位,无需集中控制。 不能提供优先级控制,所有结点都有平等竞争的能力,在网络负载不重的情况下,有较高的效率,但当网络负载增大时,发送信息的等待时间加长,效率显著降低。CSMA/CDCSMA/CD可归结为四句话:可归结为四句话: 发前先侦听,空闲即发送,发前先侦听,空闲即发送, 边发边检测,冲突时退避。边发边检测,冲突时退避。2022-7-29计算机
9、控制技术49 2022-7-29计算机控制技术50 令牌依次沿每个结点传送,使每个结点都有平等发送信息的机会。 令牌有“空”和“忙”两个状态。“空”表示令牌没有被占用,“忙”表示令牌正在携带信息发送。 当“空”的令牌传送至正待发送信息的结点时,该结点立即发送信息并置令牌为“忙”状态。在一个结点占令牌期间;其它结点只能处于接收状态。 当所发信息绕环一周,并由发送结点清除,“忙”令牌又被置为“空”状态,绕环传送令牌。 当下一个结点要发送信息时,则下一个结点便得到这一令牌,并可发送信息。 2022-7-29计算机控制技术51Token Ring/802.5的操作举例ATATATDataCTDataC
10、TDataCTDataCData(a a)(b b)(c c)帧循环一圈后帧循环一圈后A A将数据帧回收将数据帧回收并放出空令牌并放出空令牌A A有数据要发有数据要发送,它抓住空送,它抓住空令牌令牌A A将令牌修改将令牌修改为数据帧,并为数据帧,并加挂数据加挂数据2022-7-29计算机控制技术52能提供可调整的访问控制方式,能提供优先权服务,有较强的实时性。需要对令牌进行维护,且空闲令牌的丢失将会降低环路的利用率;控制电路复杂。2022-7-29计算机控制技术532022-7-29计算机控制技术54 2022-7-29计算机控制技术55 LAN网络适配器是实现LAN物理层和链路层的硬件接口板
11、。只需选用几片LAN协议专用的集成电路芯片,再外加一部分辅助电路或存储器,就可以设计一块符合IEEE802标准的LAN网络接口板。2022-7-29计算机控制技术562022-7-29计算机控制技术57内导体芯线内导体芯线绝缘绝缘箔屏蔽箔屏蔽铜屏蔽铜屏蔽外套外套-螺旋绞合的双导线螺旋绞合的双导线, 1mm-每根每根4对、对、25对、对、1800对对-典型连接距离典型连接距离100m(LAN)-RJ45插座、插头插座、插头-优缺点:优缺点: 成本低成本低 密度高、节省空间密度高、节省空间 安装容易(综合布线系统)安装容易(综合布线系统) 平衡传输(高速率)平衡传输(高速率) 抗干扰性一般抗干扰性
12、一般 连接距离较短连接距离较短l双绞线2022-7-29计算机控制技术58 双绞线制作标准:双绞线制作标准: (1)EIA/TIA 568A 标准:白绿绿白橙蓝白标准:白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕蓝橙白棕棕 (从左起)(从左起) (2)EIA/TIA 568B 标准:白橙橙白绿蓝白标准:白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕蓝绿白棕棕 (从左起)(从左起) 连接方法有两种:连接方法有两种: (1) 直通线:双绞线两边都按照直通线:双绞线两边都按照EIAT/TIA 568B 标标准连接。准连接。 (2) 交叉线:双绞线一边是按照交叉线:双绞线一边是按照EIAT/TIA 568A 标标准连接,另一边按照准连接,另一
13、边按照EIT/TIA 568B 标准连接。标准连接。2022-7-29计算机控制技术59制作双绞线 EIATIA 568B的标准(白橙-橙-白绿-蓝-白蓝-绿-白棕-棕)测线仪测线仪压线钳压线钳RJ-45水晶头水晶头2022-7-29计算机控制技术602022-7-29计算机控制技术612022-7-29计算机控制技术62l地面微波接力两个地面站之间传送两个地面站之间传送距离:距离:50 -100 km2022-7-29计算机控制技术63与地面站相对固定位置与地面站相对固定位置使用使用3个卫星覆盖全球个卫星覆盖全球传输延迟时间长传输延迟时间长2022-7-29计算机控制技术64l(Global
14、 Positioning System)。一个由覆盖全球的24颗卫星 组成的卫星系统。系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人,安全、准确地沿着选定的路线,准时到达目的地lGPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。目的是为陆海空提供实时、 全天候和全球性导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GP
15、S卫星星座己布设完成。l GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分GPS星座;地面控制部分地面监控系统; 用户设备部分GPS 信号接收机2022-7-29计算机控制技术65 固定终端点(基站)和固定终端点(基站)和终端之间是无线链路终端之间是无线链路BS基站基站 用户计算机和终端用户计算机和终端BSF1, F2, F3 = 使用的频率2022-7-29计算机控制技术66 传输媒体传输媒体 速率速率 传输距离传输距离 性能性能(抗抗干扰性干扰性) 价格价格 应用应用 双绞线双绞线 10-1000Mb/s 几十几十 kM 可以可以 低低 模拟模拟/数字传输数字传输 50 同轴电缆同轴电缆 10
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