基带电缆最大几公里，宽带同轴电缆最大几十公里； 抗干扰性：高于双绞线。
绝缘层
网状织物
中心导体 绝缘材料
(三）光缆： – 地理范围：衰减极小，可在6-8公里内不使用中继 器；
– 抗干扰性：不受外界电磁干扰，误码率极低。
(四）其他： 微波、红外、激光、卫星、水声等。
二、连接器
1. RJ-45连接器: 用于连接屏蔽或非屏蔽双铰线
2 开放系统互联基本参考模型
计算机系统A
计算机系统B
7 应用层
7 应用层
6 表示层 5 会话层
通信子网
6 表示层 5 会话层
4 传输层
4 传输层
3 网络层 3 网络层
3 网络层 3 网络层
2 数据链路层 2 数据链路层 2 数据链路层 2 数据链路层
1 物理层 1 物理层
1 物理层 1 物理层
传输介质
1、令牌（Token）控制方式(分散控制)
标 目的 源地 志 地址 址
控制 信息
有效 信息
出错检 测码
ACK肯定 令牌 回答源自Token源节点发出一帧非空信息，绕环传递（使令牌非空），达到目的 节点后将有效信息复制下来，使ACK=1，此帧信息返回源节点。 根据ACK=1移走全部信息，并将令牌置空，下一节点即可用此令 牌。
按一定顺序在各站点之间传递令牌，谁得到令牌谁有权发送数据。
2、信息槽（Message Slots） 控制方式（集中式） 固定长度与数量的信息槽始终绕环传递，槽头有满/空标志。源
节点可以将信息置入空槽内，并置“满”标志目的节点，取走信 息后将槽置“空”。一般应将长报文分组。
分询问多路传输（DM）时分多路传输（STDM）
3. FDDI（光纤分布式数据接口）
1) 速率100Mbps 节点500 距离200
2) 节点距间离2km
3) 帧字节数4500个
4) 可用双环容错重构
4. 无线网
1）移动性 2）设备安装快速、简单、灵活
3）减少投资 4）扩展能力强
一些工业环境禁止、限制使用电缆或很难使用电缆，还有一 些工业环境要求把电缆完全屏蔽起来，以高度防止来自大多数 工业设施中的机器或其它电控设备的干扰，更有一些高速旋转 的设备根本无法通过电缆来传输数据信息。而无线局域网技术 却很容易解决这些问题。并能为各种智能现场设备、移动机器 人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路 和灵活的网络拓扑结构。
第三章 分布式控制系统中的网络
§3.1 概 述
一个网络至少包括以下几部分:
(1) 若干个通信设备 (2) 通信子网,由连接这些节点的通信链路组成 (3) 协议, 为在通信节点之间的通信使用
工业数据通信网络:
控制子网 --- 包括DCS网络和设备现场总线, 用于传输控制数据, 要求实时、可靠
信息子网 --- 传输企业内部信息和共享资源，非实时数据的监视和 生产销售管理
特点: a.双总线 长2km 、1Mbps、 100节点 b. 令牌总线 802.4 c. 层次结构分五层 d . 各节点状态分为6类 e. 帧结构类似HDLC
4) MAP（Manufacture Automation Protocol)生产自动化协议 美国GM公司提出 84年组成MAP集团 87年扩到1800厂家,
§3.4 网络传输介质和设备
一、传输介质
（一）双绞线 (UTP、 STP） 成本低，抗干扰能力弱，可外加屏蔽层。
速率（100k~10M~100M）bps 特性阻抗100 Ω
(二）同轴电缆 1、基带 （ 10~100）Mbps 简单，特性阻抗50Ω
2、宽带 信号调制到350~400MHz （10~100）Mbp 特性阻抗75Ω。 常用于CATV（Cable Television)
主要功能：
（1）路由选择和中继 （2）激活、终止网络连接 （3）在一条数据链路上复用多条网络链接 （4）差错检测和恢复 （5）排序、流量控制 （6）服务选择 （7）网络管理 常用协议：常需要同时使用几个标准才能完成整个网络层功能
DTE的X.25分组级协议 因特网协议（IP） Novell的网间分组交换（IPX） Banyan的VINES网间互联协议（VIP）
2. BNC接插件和T型连接器: 用于连接和分支同轴电缆
3. RS232接口（ DB9/DB25）: 目前微机和线路接口的常用方式 。 4. V.35同步接口: 用于连接远程的高速同步接口
三、网络设备
1.物理层互连设备 1)中继器(Repeater)：对衰减的信号进行放大，保持与原数据相 同,中继器使得网络可以跨越一个较大的距离 2)集线器(Hub)：多端口中继器 2. 数据链路层互连设备 1) 网桥：网桥可以连接两个采用不同数据链路层协议、不同传输
传输介质
传输介质
各层的具体功能和协议标准:
1、物理层：规定通信介质接插件的电气、机械功能和规范，使数 据链路层感觉不到各种介质和通信手段的差异 。
主要功能：
（1）为数据终端设备提供传送数据的通道 （2）传输数据：保证数据正确通过、提供足够带宽以减少信道拥塞 （3）完成物理层的一些管理工作 物理层的媒体: 电缆、光纤及无线信道。 常见设备：中继器（repeater)、 集线器（HUB） 常用标准：
HDLC 高级数据链路控制 SDLC 同步数据链路控制 LAN驱动程序和访问方式：例如以太和令牌环 快速分组广域网，例如帧中继和异步传输模式（ATM） Microsoft的网络驱动程序接口规范（NDIS）
Novell的开放数据链路接口（ODI）
链路产品： 网卡、网桥、第二层交换机
3、网络层：规定各站间信息按包传送的规则
发布MAP3.0。 特点：
a.同ISO七 层模型 1~4层已有规范。minMAP没有中间四层 b. 物理层用宽带调频传输，令牌总线 802.4 10Mbps c. 服务层（应用层）已作出较详细的规定 d. MAP和非MAP节点连到MAP主干网，主干网之间通过MAP桥
连接 5)、Field Bus（现场总线） 工业现场传感器、执行器、控制器的数据通信， 全面实现数字化
5）传输媒体冲突仲裁方式：CSMA/CD，令牌等 6）数据量大小 7) 数据传输频度 8）数据传输的实时性要求 9）CPU处理能力的限制
三. 主要标准
(1) 简化ISO的OSI。将表达层与会议层并入应用层。形成五层协议
(2) 采用IEEE802标准。
(3) PROWAY（Process Data Highway) ，美国仪表学会与国际电 工学会制定，用于工业过程控制。按位串行传送系统的物理层 与链路层规范。
的特性分成组，称为服务元素（公共服务元素和特定 服务元素） 不是所有的协议都需要包含完整的7层，可根据实际需要对层 进行删减。
二、通信协议
广义上说就是规定两个或多个通信节点之间数据交换的一组标 准和规定。
TCP/IP：网络层和传输层
以太网协议：物理层和数据链路层 OSI 模型提供了一种通信协议的组成方式。
5. Ethernet(以太网）
Xerox 75年发布 80年代DEL Intel Xerox联合发布其规范
特点:
1) 分段总线或星形（HUB集线器） 2) CSMA/CD ,802.3 协议, 建议负荷<30% 3) 双绞线、基带同轴电缆 、光纤 4) 传输速率10M~100M~1000M（bps） 2.5km 1024节点 5) 报文可变长度 32位CRC校验 6)网卡NC-2000 3C505 3C509
速率、不同传输介质的网络。 2) 交换机：
3.网络层互连设备 1) 三层交换机 2)路由器:
当路由器的一个接收包的目标节点位于这个路由 器所不连接的网络中时，路由器有能力决定哪一个连 接网络是这个包最好的下一个中继点。一旦路由器识 别出一个包所走的最佳路径，它将通过合适的网络把 数据包传递给下一个路由器。下一个路由器将继续这 种工作直到数据包到达目的地址；
§3.2 网络控制方式
通信模式：
（1）主从模式: 通信由主站发起, 从站之间不能直接通信 （2）对等模式: 依靠令牌或某种仲裁机制获得一定时限
的总线控制权 （3）混合模式: 主从对等同时存在
对话模式：
（1）轮询模式 （2）例外报告模式 （3）客户/服务器模式 （4）生产者/消费者模式
一、环形结构中的控制方式
C
令牌环方式
B
D
A
E
令牌总线方式 H
E
D
C
F
G
A
B
二、总线式 结构中的控制方式
解决总线冲突问题
1. CSMA/CD（载波监听多重访问/冲突检测）（分散式） 各个节点“先听后讲” ：先侦听通道情况以决定是否可以发
报 “边讲边听”发现冲突，退避重发。避退算法主要有： ①不坚持：介质空闲则发送。假如忙，等待一段随机时间 ②1-坚持：介质空闲则发送。假如忙，继续侦听，直到空闲 ③P-坚持：介质空闲则以P概率发送，或1-P的概率延迟一个 时间单位重复处理
三、局域网协议 IEEE802
1. IEEE802网络协议特点： (1)与ISO兼容。 (2)链路层采用DLC是HDLC的改进版。 (3)与拓扑结构、结构、介质等无关。 2. 主要标准
802.1A 体系结构综述； 802.1B 网络管理 802.2 逻辑链路控制 ； 802.3 CSMA/CD控制 802.4 令牌总线控制； 802. 5 令牌环控制 802. 6 城市地区控制 … 802. 11无线局域网协议
EIA RS232C 串行异步通信协议 RS-422, RS485 平衡接口电路中的串行异步通信协议 RS-423 不完全平衡接口电路中的串行异步通信协议
2、链路层: 规定信息按帧传送的规则，将本质上不可靠的传 输媒体变成可靠的传输通路提供给网络层。 主要功能：