工业控制网络2-1

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2.1.1数字数据编码 2.1.1数字数据编码
单极性码 信号电平是单极性的。 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。 信号电平为正、负两种极性的。
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2.1.1 数字数据编码
归零码（RZ） 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。 返回零电平的编码。 非归零码（NRZ） 非归零码（NRZ） 非归零码在整个码元时间内维持有效电 平。
星形 环形 总线形
树形 不规则形 完整形
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2.4 网络拓扑结构
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2.4.1 星形拓扑
在星形拓扑中，每个站通过点在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到 中央节点， 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 ， 节点进行 。 中央节点的结构显得比较复杂， 对其要求较高。 对其要求较高。
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。
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2.4 网络拓扑结构
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2.5 网络的传输介质
传输介质是网络中连接收发双方的物理 通路，也是通信中实际传送信息的载体。 通路，也是通信中实际传送信息的载体。
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2.5 网络的传输介质
电话线 同轴电缆 双绞线 光导纤维电缆 无线 卫星通信
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2.5 网络的传输介质
传输介质的特性对网络中数据通信质量 影响很大， 影响很大，这些特性主要包括：
物理特性：传输介质物理结构的描述； 传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号 以及调制技术、传输容量、 以及调制技术、传输容量、传输的频率范围；
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～ 较高的数据传输速率（一般为1Mb/s～10 Mb/s） Mb/s） 传输距离一般不超过25km 传输距离一般不超过25km 半双工方式或单工方式
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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。 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、 幅度键控 ASK、 频移键控FSK 、 相移键控 PSK三种。 PSK三种。
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2.5.2 同轴电缆的主要特性
传输特性：基带同轴电缆一般仅用于数 字数据信号传输。 字数据信号传输。宽带同轴电缆可以使用 频分多路复用方法，支持多路传输。 频分多路复用方法，支持多路传输。只用 于一条通信信道的高速数字通信， 于一条通信信道的高速数字通信，此时称 之为单通道宽带。 之为单通道宽带。
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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幅度键控ASK（amplitude-shift keying） keying） 频移键控FSK（frequency频移键控FSK（frequency-shift keying） keying） 相移键控PSK（phase相移键控PSK（phase-shift keying） keying）
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2.5.1 双绞线的主要特性
抗干扰性：双绞线的抗干扰性取决于一 束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽。 束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽。 在低频传输时， 在低频传输时，其抗干扰能力相当于同轴 电缆。 10～ 电缆。在10～100 kHz时，其抗干扰能力低 kHz时 于同轴电缆。 于同轴电缆。 价格：价格低，并且安装、维护方便。 价格：价格低，并且安装、维护方便。
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2.2.4 异步传输模式ATM 异步传输模式ATM
ATM（ ATM（asynchronous transfer mode）是实 mode） 现高速网络的主要技术。 速率可达155 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 Gb/s，也有25 Mb/s和 Mb/s的ATM技 术，可适用于局域网和广域网。 可适用于局域网和广域网。
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， 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， 进行传输 ， 不包含有任何调制 ， 它是最基 本的数据传输方式。 本的数据传输方式。
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2.2.1 基带传输
基带传输特点：
无论对于模拟数据还是对于数字数据， 无论对于模拟数据还是对于数字数据，双绞线都是最通用的传输 介质。电话线路就是一种双绞线。 介质。电话线路就是一种双绞线。
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2.5.1 双绞线的主要特性
物理特性：双绞线由按规则螺旋结构排 列的两根或四根绝缘线组成。 列的两根或四根绝缘线组成。一对线可以 作为一条通信线路， 作为一条通信线路，各个线对螺旋排列的 目的是使各线对之间的电磁干扰最小。 目的是使各线对之间的电磁干扰最小。
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2.1.1 数字数据编码
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2.1.1 数字数据编码
0 绝 对 码 1 1 0 0 1 0 1
差 分 码
图 2-2 差分码
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2.1.1 数字数据编码
1 0 0 1 0 1 1
数据
时钟
曼彻斯特编码 图 2-3 曼彻斯特编码过程与波形
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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“ 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” 。 变化为“ 不变化为“ 曼彻斯特编码（ 曼彻斯特编码（Manchester Encoding） Encoding） 码元本身分为两半， 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， 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。 间段传送的是比特值本身。
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2.3 通信方式
2.3.1单工通信（simplex communication） 单工通信（ communication）
2.3.2半双工通信（half-duplex communication） 半双工通信（halfcommunication）
2.3.3全双工通信（full-duplex communication） 全双工通信（fullcommunication）
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2.5.1 双绞线的主要特性
传输特性：双绞线最普遍的应用是语音 信号的模拟传输。在一条双绞线上使用频 信号的模拟传输。在一条双绞线上使用频 分多路复用（multiplexing） 分多路复用（multiplexing）技术可以进行 多个音频通道的多路复用。 多个音频通道的多路复用。
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2.5.1 双绞线的主要特性
连通性：双绞线可以用于点-点连接， 连通性：双绞线可以用于点-点连接，也可用于 多点连接。 多点连接。 地理范围：双绞线用作远程中继线时， 地理范围：双绞线用作远程中继线时 ， 最大距 离可达15km；用于10Mb/s局域网时， 离可达15km；用于10Mb/s局域网时，与集线器的 距离最大为100m 单网段） 距离最大为100m（单网段）。
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2.4.2 环形拓扑
通过中继器进行点-点连接， 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， 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， 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。 杂的网路处理功能。
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2.3 通信方式
半双工通信（ half半双工通信 （ half-duplex communication ） 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 。
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2.3 通信方式
全双工通信（full Duplex communication） 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。
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2.4.3 总线拓扑
在总线拓扑中， 传输介质是一条总线， 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。 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。 发送数据，所有其它站都能接收。
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2.3 通信方式
发送 单相信道 (a) 单工通信 发送 接收 单相信道 (b) 半双工通信 发送 接收 双相信道 (c) 全双工通信 图 2-4 几种通信方式 接收 发送 接收 发送 接收
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2.4 网络拓扑结构
网络拓扑结构是指网络中节点的物理连接形式。
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2.5.2 同轴电缆的主要特性
同轴电缆是网络中应用十分广泛的传输介质之一。有线电视线。 同轴电缆是网络中应用十分广泛的传输介质之一。有线电视线。
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2.5.2同轴电缆的主要特性 2.5.2同轴电缆的主要特性
物理特性：同轴电缆由内导体（ 物理特性：同轴电缆由内导体 （ 电缆铜 芯）、绝缘层、外导体（铜网）及外部保 绝缘层、外导体（铜网） 护层（外绝缘层）组成。 护层（外绝缘层）组成。同轴介质的特性 参数由内、 参数由内、外导体及绝缘层的电参数和机 械尺寸决定。 械尺寸决定。