Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 85
Текст из файла (страница 85)
и имер вблизи электродвигателей нли частотных преобразователей, а также в по., Роопасной среле (вблизи горючих жидкостей и газов). , Опп ические волокна имеют меньшее затухание сигнала на елиннцу длины, чем алеки хеские провода — при передаче на большие расстояния оптические повторители анавливают в нескольких десятках километров друг от друга, а усилители для ' бычного электрического кабеля должны размещаться через каждые 5-10 км. , Благодаря своему небольшому размеру оптическое волокно очень легкое — один ппометр оптического волокна без внешней защитной оболочки весхит 50 г, витой пары — 10 кг и коаксиального кабеля — 200 кг.
Недостатки оптической передачи. ° работа по соединению (сварке) нескольких волокон трудоемка и может выполняться только обученным персоналом с помощью специального оборудования, а поврежденный электрический кабель может быстро исправить лаже неспециалист. Кажлое соединение и сварка оптических волокон обычно добавляют около 1 дБ затухания. ° Оптические линии полдерживают только соелинения точка-точка — реализовать конфигурации, в которых олин оптический передатчик рабохает с несколькими приемниками параллельно, очень трудно.
Тзким образом, оптхические линии связи эффективны при передаче болыпих зпъемов ланных на значительные (более 1 км) расстояния. В промышленных услояиях основное преимущество оптической передачи сигналов — не большая пропускизя способность, а помехоустойчивость. Многомодовые волокна со скачком показазля преломления применяются в локальных вычислительных сетях в качестве зснпвной магистрали (ЬасЫоле) благодаря своей высокой пропускной способности.
9 3 9 радиопередача данных Еще о хе олним физическим носителем для передачи данных являются радиоволны. ПереХЗЯЗ данны и нных с помощью радиоаппаратуры является реальной альтернативой в тех случаях, когда ц 'да нельзя установить проводное соединение, например, при связи с подвижными збьектамяя и. ' мн или в случае, когда такое соединение оказывается слишком дорогим.
Примезпи мо 'Ут служить линии электропередачи хили трубопроводы, где необходимо наблюХзть за обо рудованием, удаленным на десятки и сотни километров. Если трубопровод или '""ця элект оп язязяя Обо ктропередачи проходит по малонаселенному району, где нет инфраструктуры Р и передача данных по радио может оказаться лучшим решением.
Основной шхп их ой вопрос при организации ралиопередачи данных: использовать одну пхн несколько ко фиксированных радночастот (для этого чаше всего надо получить ли- ЦХО Соотвптств ветствуюшего государственного органа) или воспользоваться услугами "цализированной компании. лучае передатчик и приемник раоотают на одной частоте, обычно в диа- В первом сл „„пах очень высоких (30-300 Мгц) и сверхвысоких (300 Мгц — 3 Ггц) частот. С точзРения и я Роцесса пеРелачи данных пеРелатчпк и пРиемник пРедставлЯхот собой ьзовательский интерфейс в форме стандартного коммуникационного порта. Скопередачи данных зависит от полосы пропускания, которую можно обеспечить на 'я и Радиочастоте.
Если достУпца только одна частота, длЯ двУхстоРохх е" льзуемо" зцнеоб. х 'торонцеи 'еО ходимо использовать полудуплексный Режим; для полного дуплексного ре- пег они !лава и. ЦифРовые коммУникаЦии в УпРавлении „„ "" Чеееа» »» „икационные протоколы вд комму жима требуются две частоты (раздел 9.4.2). В развитых и густонаселеннь,х „ х сгРапах диодиапазоны заполнены и добиться выделения двух частот сложно.
Некоторые компании, обеспечивающие мобильную телефонную связь п, лают услуги по передаче данных. Обычно в этом случае передача данных ос ' прелое„, осупхеста! ется цифровыми пакетами и координируется с остальной нагрузкой сети Об ными управляется центральной ЭВМ, связаннои с главной антеннои мепд з , позтвж несколько пользователей могут совместно использовать ресурсы системы множественного доступа с разделением времени (раздел 9.4.2). И в этом случ Репи»е зе полах .
вательский интерфейс представляет собой стандартный коммуникационный по й пор! В отличие от выделенных частот цифровая пакетная радиосвязь паиболе в ее выгод. на в городских населенных районах, поскольку в них подобные услуги обычно пр о предоставляются различными операторами по конкурирующим ценам. Пдафровая пакетная радиосвязь представляет собой разумное решение для сбора данных в с, в сецх энергоснабжения (электрических и газовых) при отсутствии лоступных каналов ид„ для связи межлу подвижными объектами в зоне действия системы.
9.4. Коммуникационные протоколы 9.4.1. Протоколы канального уровня Создание работоспособного физического тракта перелачи — это первый шаг в лог!- роении надежной коммуникационной системы. Второй шаг — гарантировать достаах! данных без искажений. Помимо этого при подключении более чем одного передах»ика к одному и тому же физическому тракту должен бьггь упорядочен их доступ к обшвп каналу. Все этн задачи рассматриваются на канальном уровне модели ВОС.
Физический уровень не обеспечивает защиту данных от помех и восстановлеииа поврежленных данных. Контроль правильности полученных данных осуществляв!' ся на уровнях выше физического и, в первую очередь, на канальном. Для этого пР"' меняются специальные протоколы и дополнительная информапия в пакетах дапп"х Существует несколько канальных протоколов, основанных на общих прияли" ипах В этом разделе подробно рассмотрен протокол НВЕС (Офй-Хех еЫгпа б1л4 Сол!"в1 ве;кдеа высокоуровневое управление каналом перелачи данных), поскольку он утверяд ' стандартом ГВО и представляет собой основу для других протоколов, использу .
ьз ения в промышленных приложениях. мат ива!а Из-за того что полоса пропускания конечна, каналы связи следует рассматр ффгкгиа как ограниченный ресурс, который должен использоваться максимально э.г. ескольхи. ио. Если в некоторый момент времени доступ к каналу требуется сразу неси . й (обпхей) устройствам, то возникает задача арбитража, как и при доступе к системной ( шине или к ресурсам ЦП. Во всех случаях применяются похохгие принципы.
а Сплав Канальный уровень обычно делится на два подуровня: МЛС (Мег11а Лссехх С пескин эве' управление доступом к среде) и Е! С (уоп1са11 1п4 Соп~го1 — управление логиче Репах. иом данных). Подуровень МЛС отвечает за организацию доступа нескольких Р уставв'"' чиков к одному физическому тракту передачи. Подуровень !.1.С обеспечивает у !ругон! и !юллержку соединения для передачи кадров данных от одного устройства к др. ого обоР' Протоколы подуровня МЛС определяются типом применяемого интерфейсног доваиия для доступа к среде передачи. В разделе 9.5 эти протоколы рассматрив ва!Ог пр мепптельно к локальным вычислительным сетям (ЛВС). Виртуальные каналы и мультиплексирование д,4 2.
,более пр цростым способом разделения физического канала между несколькими усвляется мультиплексирование (рис. 9.11). Мультиплексирование прозрач-гтпами "!пи "ств, которые ничего не знают о дети.лях работы канала. Каждое ус !ройство тройст, альный канал — часть ресурса исходного физического канала ипи ,,!"виртУз-ч рип Зях.
Принцип мультиплекгировапия Мультиплексирование осуществляется разделением ресурсов канала во времени 1!ди ио частоте. При временном мультиплексировании (Ганге Ваохз!ол Мийр1ехтп— ,9М) каждое устройство имеет доступ к каналу только в закрепленные за ним вреенные интервалы — слоты (рис. 9.12, а). При частота!ом мультиплексировании (Гта9оенсу Гап Ыоп Ми!ГЧ11ехщ — ВВМ) полоса пропускания канала делится на диаьпвиы частот, каждый из которых закрепляется за одним виртуальным каналом !рис. 9.12, 6). При ГВМ осуществляется модуляция несущей частоты, которая нахов!си в середине выделенного диапазона.
ТВМ и ЕВМ взаимодополняют друг друз — при использовании ТВ М доступна вся ширина канала, но только некоторое врехь а при ЕВМ устройству постоянно доступна часть полной полосы пропускания. аничено ап1вмл Ри Ь 'г. В 12. Разделение физического канала. в рвмвввое мультиплексирование; а — В ЕМЕ1 частотное мультиплексирование ООО >лава н. ЦифРовые коммУникаЦии в УпРавлении ОРО Роце и муникационнь>е протоколы >сом Оба типа мультиплексирования эквивалентны в практическом смысл~ они требуют обраоотки данных па обоих концах канала, Однако Т[) М имев ле, тпк, еетдаа„ нмуишстка перел ЕОМ. Во-первых, вся обработка производится на цифрои Роиом це, т.
е. нет необходимости в установке и обслуживании высокочастотного об '"' вания для модуляции и демодуляции сигналов несущей частоты. Во-втор го об торых, [0 допускает управление распрелелением временных слотов между отдсльнь ьными " ройствами — если устройство не передает данные, его свободные слоты мож ожио и дать другому устройству. Если все или часть устройств нуждаются в лоступе к каналу достаточно с ю слу,м ным образом, то физический канал может обслужить больше устройств, че чем чис. п олдерживае мы х им виртуальных каналов. Эта технология называется стати тиетичс, ким мультиплексированием (згагтэстса[ Т[>М) и используется, например, в окт>и ных концентраторах — канал лелится только между теми устройствами, к , котора, нуждаются в нем в данный момент.
С лругой стороны, если число устройств, и , иуип. ютцихся в канале в некоторый момент времени, превышает пропускную способиост, часть из ннх долит>та ждать доступа к каналу. Если перелача данных по каналу осуществляется всегда в олпом направлении, . жим передачи называется симплексным (зттр[ех). Однако во многих случаях устрль ства на концах канала должны осутцествлять и прием, и перелачу — поэтому требую. ся мультиплексирование. Если в каждый момент времени каналом полыуето только олно устройство, передача называется полудуплексной (>та[['-отир[ех).
Зтк режим эквивалентен '1'ОМ, при этом устройства должны обмениваться управляю шей информацией для того, чтобы согласовать момент начала передачи. При полям> дуплексном ()и[[ с[ар[их) режиме передача происходит одновременно в обоих напри пениях. Режим полной дуплексной передачи осуществляется с помощью Е[1ь[, пр котором каждая сторона имеет свой выделенный частотный лиапазон для пеРепп"с сообщений. 9.4.3. Обнаружение и исправление ошибок Физический уровень, выполнятоттттий осповпуто работу по перелаче данных мех'"' в п>с узлами, не дает гарантий, что данные будут доставлены в исходном виле.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
