Mạng truyền thông công nghiệp P1

Chia sẻ: Nguyen Hoang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

0
503
lượt xem
293
download

Mạng truyền thông công nghiệp P1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lý thuyết chung về mạng truyền thông trong công nghiệp

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Mạng truyền thông công nghiệp P1

  1. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp ch­¬ng 1 Lý thuyÕt chung vÒ m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng nghiÖp 1. Tæng quan chung 1.1. Giíi thiÖu vÒ m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng nghiÖp Do ®Æc thï cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp mµ ®· t¹o ra nhiÒu lo¹i m¹ng truyÒn th«ng kh¸c nhau. MÆt kh¸c m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng nghiÖp còng cã nh÷ng ®Æc thï riªng, cã thÓ ph©n biÖt chóng víi m¹ng th«ng tin qu¶ng ®¹i th«ng qua mét sè khÝa c¹nh sau: - Ph¹m vi ho¹t ®éng - Yªu cÇu vÒ ®é tin cËy khi truyÒn ¦u ®iÓm cña sö dông m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng nghiÖp: - Thay thÕ ®­îc hoµn toµn c¸c hÖ thèng truyÒn cò nh­: 0-20mA, 0-10V... - Cho phÐp lµm viÖc víi c¸c s¶n phÈm cña nhiÒu nhµ s¶n xuÊt kh¸c nhau. - Lµ hÖ thèng më, ®ång thêi cho phÐp hiÖu chØnh ®iÒu khiÓn tõ phßng ®iÒu khiÓn trung t©m - HÖ thèng ho¹t ®éng víi ®é tin cËy cao h¬n - §é mÒm dÎo gÇn nh­ kh«ng cã giíi h¹n. - Gi¸ thµnh thÊp. - L­îng th«ng tin truyÒn t¶i lín 1.2. M« h×nh ph©n cÊp trong m¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp §Ó cã c¸i nh×n tæng thÓ vÒ m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng nghiÖp, h·y xem m« h×nh ph©n cÊp ®Ó thÊy c¸c ®Æc tr­ng, còng nh­ chøc n¨ng nhiÖm vô cña cña tõng cÊp. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 1
  2. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp PC - Personal Computer HIS -Human Interface Station Qu¶n lÝ FCS - Field Control Station kinh tÕ PC PC S - Sensor A - Actuator Fast Ethernet Qu¶n lÝ kü thuËt PC PC PC Ethernet §iÒu khiÓn HIS HIS EWS vµ gi¸m s¸t System bus HiÖn ®iÒu FCS FCS FCS FCS khiÓn Fieldbus HiÖn tr­êng S A S S A H×nh 1.1 M« h×nh ph©n cÊp c¸c hÖ thèng m¹ng trong c«ng nghiÖp CÊp hiÖn tr­êng: §©y lµ cÊp n»m t¹i hiÖn tr­êng vµ tÊt nhiªn cÊp nµy n»m s¸t víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt nhÊt. C¸c thiÕt bÞ chÝnh trong cÊp nµy lµ sensor vµ c¬ cÊu chÊp hµnh, chóng cã thÓ ®­îc nèi m¹ng trùc tiÕp hoÆc th«ng qua ®­êng Bus ®Ó nèi víi cÊp trªn (cÊp ®iÒu khiÓn). HÖ thèng Bus dïng ®Ó kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ë cÊp hiÖn tr­êng víi cÊp ®iÒu khiÓn gäi lµ Bus tr­êng (fieldbus), trong thùc tÕ hÖ thèng Bus nµy ®ßi hái cÇn cã ®¸p øng thêi gian thùc trong c¸c cuéc trao ®æi th«ng tin, mét ®Æc tr­ng cña c¸c cuéc trao ®æi tin trong cÊp tr­êng lµ c¸c b¶n tin th­êng cã chiÒu dµi kh«ng lín C¸c sensor vµ c¬ cÊu chÊp hµnh ®­îc nèi trªn ®­êng Bus cã thÓ lµ c¸c thiÕt bÞ th«ng minh hoÆc còng cã thÓ lµ c¸c thiÕt bÞ th«ng th­êng cã xö dông thªm c¸c bé chuyÓn ®æi giao thøc t­¬ng thÝch. §iÓn h×nh cña Bus tr­êng lµ: Profibus-DP, Profibus-PA, Can, Foundation Fielbus, DeviceNet. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 2
  3. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp CÊp ®iÒu khiÓn: CÊp nµy bao gåm c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn hiÖn tr­êng (FCS), c¸c bé ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh (PLC), c¸c thiÕt bÞ quan s¸t .. . Chøc n¨ng thu thËp c¸c tÝn hiÖu tõ hiÖn tr­êng, thùc hiÖn ®iÒu khiÓn c¬ së, ®iÒu khiÓn logic, tæng hîp d÷ liÖu ... C¸c thiÕt bÞ ë cÊp nµy ®­îc kÕt nèi víi nhau vµ kÕt nèi víi c¸c thiÕt bÞ ë cÊp trªn (cÊp ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t) th«ng qua Bus hÖ thèng, thùc tÕ c¸c b¶n tin trao ®æi trªn Bus hÖ thèng còng ®ßi hái tÝn n¨ng thêi gian thùc cao, mÆt kh¸c ®Æc thï cña c¸c b¶n tin lµ chiÒu dµi lín h¬n nhiÒu so víi c¸c b¶n tin trao ®æi trªn Bus tr­êng §iÓn h×nh cña Bus hÖ thèng lµ: Profibus-FMS, ControlNet, Industrial Ethernet. CÊp ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t: C¸c thiÕt bÞ trong cÊp nµy bao gåm c¸c tr¹m giao tiÕp ng­êi m¸y HIS, c¸c tr¹m thiÕt kÕ kü thuËt EWS, vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî kh¸c. Chøc n¨ng cña cÊp nµy lµ thùc hiÖn ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh (Process Control), thùc hiÖn c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn tèi ­u... ViÖc kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ë cÊp nµy víi c¸c thiÕt bÞ ë cÊp trªn (cÊp qu¶n lÝ kü thuËt) ®­îc thùc hiÖn th«ng qua m¹ng Ethernet, thùc chÊt ®©y lµ mét m¹ng côc bé LAN, víi tÝnh n¨ng trao ®æi th«ng tin kh«ng nhÊt thiÕt trong thêi gian thùc, CÊp qu¶n lÝ kü thuËt vµ cÊp qu¶n lÝ kinh tÕ: Thùc chÊt c¸c cÊp nµy rÊt quan träng ®èi víi c¸c ho¹t ®éng cña c«ng ty, tuy nhiªn yªu cÇu vÒ tèc ®é trao ®æi th«ng tin còng nh­ ®ßi hái vÒ thêi gian thùc lµ kh«ng cao, chøc n¨ng cña c¸c cÊp nµy lµ qu¶n lÝ t×nh tr¹ng ho¹t ®éng cña c¸c thiÕt bÞ trong toµn hÖ thèng còng nh­ ho¹ch ®Þnh chiÕn l­îc ph¸t triÓn s¶n xuÊt dùa trªn t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ . Mét sè giao thøc dïng trong c¸c hÖ thèng m¹ng nµy lµ Fast Ethernet, TCP/IP 2. C¬ së thùc hiÖn m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng nghiÖp 2.1. M« h×nh tham chiÕu OSI (Open Systems Interconnection) - 1983 tæ chøc tiªu chuÈn ho¸ quèc tÕ ISO (International Standards Organization) ®· ®­a ra 1 kiÕn tróc giao thøc víi chuÈn ISO 7498 ®­îc gäi lµ m« h×nh tham chiÕu OSI, nh»m hç trî viÖc x©y dùng c¸c hÖ thèng truyÒn th«ng cã kh¶ n¨ng giao tiÕp víi nhau. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 3
  4. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp - ChuÈn nµy kh«ng ®­a ra quy ®Þnh nµo vÒ cÊu trôc mét b¶n tin, vµ còng kh«ng ®Þnh nghÜa mét chuÈn dÞch vô cô thÓ nµo. OSI chØ lµ mét m« h×nh kiÕn tróc ph©n líp víi môc ®Ých phôc vô viÖc x¾p xÕp vµ ®èi chiÕu c¸c hÖ thèng truyÒn th«ng cã s½n, trong ®ã bao gåm viÖc so s¸nh ®èi chiÕu c¸c giao thøc vµ dÞch vô truyÒn th«ng, còng nh­ lµm c¬ së cho ph¸t triÓn hÖ thèng. Líp øng dông A Protocol Líp øng dông Líp biÓu diÔn d÷ liÖu Líp biÓu diÔn d÷ liÖu Líp kiÓm so¸t nèi Líp kiÓm so¸t nèi Líp vËn chuyÓn Líp vËn chuyÓn Líp m¹ng N Líp m¹ng Líp liªn kÕt d÷ liÖu D Líp liªn kÕt d÷ liÖu Líp vËt lÝ P Líp vËt lÝ M«i tr­êng truyÒn dÉn Immediate data Communication network H×nh 1.2. CÊu tróc m« h×nh tham chiÕu OSI · Líp vËt lý (Physical Layer) Líp nµy ®­îc ®Þnh nghÜa lµ sù kÕt nèi vËt lý gi÷a PC vµ m¹ng nh­ sau: - Theo cÊu tróc m¹ng - Theo c¸c chuÈn truyÒn dÉn: ¸p hoÆc dßng - Theo ph­¬ng thøc m· ho¸ tÝn hiÖu - Theo giao diÖn c¬ häc (c¸p hoÆc gi¾c c¾m) · Líp liªn kÕt d÷ liÖu (Data Link Layer) Líp nµy ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: - Protocol phï hîp víi viÖc truy cËp m¹ng theo c¸c b¶n tin nhËn vµ göi. - Chia c¸c khèi d÷ liÖu lín thµnh c¸c khung ®Þnh d¹ng d÷ liÖu. C¶ hai líp nµy ®­îc gäi lµ líp phÇn cøng, trong m¹ng côc bé líp nµy ®­îc chia lµm 2 líp con: líp ®iÒu khiÓn truy nhËp m«i tr­êng ( MAC – Media Access Control) vµ líp ®iÒu khiÓn liªn kÕt logic (LLC – Logical Link Control). Trong mét sè hÖ thèng líp nµy cã thÓ ®¶m nhiÖm thªm chøc n¨ng nh­ kiÓm so¸t l­u th«ng vµ ®ång bé ho¸ viÖc chuyÓn giao c¸c khung d÷ liÖu. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 4
  5. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp · Líp m¹ng (Network Layer) Líp nµy ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: - TruyÒn th«ng tin tèi ­u trªn m¹ng. - §iÒu khiÓn c¸c th«ng ®iÖp tr¹ng th¸i ®Ó göi chóng tíi c¸c thiÕt bÞ kh¸c trong m¹ng. · Líp vËn chuyÓn (Transport Layer) Líp nµy ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: - Qu¶n lý ®Þa chØ cña thiÕt bÞ trªn m¹ng - §Þnh vÞ c¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng th«ng qua ®Þa chØ. - §ång bé ho¸ gi÷a c¸c ®èi t¸c. - Xö lÝ lçi vµ kiÓm so¸t dßng th«ng tin. · Líp kiÓm so¸t nèi (Session Layer) Chøc n¨ng cña líp nµy lµ kiÓm so¸t mèi liªn kÕt truyÒn th«ng gi÷a c¸c ch­¬ng tr×nh øng dông, bao gåm viÖc t¹o lËp, qu¶n lÝ vµ kÕt thóc c¸c ®­êng nèi gi÷a c¸c øng dông cña ®èi t¸c. · Líp biÓu diÔn d÷ liÖu (Presentation Layer) Chøc n¨ng cña líp nµy lµ chuyÓn ®æi c¸c d¹ng biÓu diÔn d÷ liÖu kh¸c nhau vÒ có ph¸p thµnh d¹ng chuÈn, ®Ó c¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng kh¸c nhau cã thÓ giao tiÕp víi nhau. · Líp øng dông (Application Layer) Cã chøc n¨ng cung cÊp c¸c dÞch vô cao cÊp (dùa trªn c¬ së c¸c giao thøc cao cÊp) cho ng­êi sö dông vµ c¸c ch­¬ng tr×nh øng dông. C¸c dÞch vô ë líp nµy chñ yÕu ®­îc thùc hiÖn b»ng phÇn mÒm. 2.2. CÊu tróc m¹ng (Topology) Tr­íc khi tr×nh bµy vÒ cÊu tróc m¹ng h·y xem xÐt kh¸i niÖm liªn kÕt Liªn kÕt: Lµ mèi liªn hÖ vËt lý hoÆc logic gi÷a hai hay nhiÒu ®èi t¸c truyÒn th«ng. Víi liªn kÕt vËt lý c¸c ®èi t¸c lµ c¸c tr¹m truyÒn th«ng ®­îc liªn kÕt víi nhau qua mét m«i tr­êng vËt lý. Liªn kÕt logic vã thÓ hiÓu nh­ sau: §èi t¸c truyÒn th«ng kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i lµ mét thiÕt bÞ phÇn cøng mµ cã thÓ lµ mét ch­¬ng tr×nh hÖ thèng hay mét ch­¬ng tr×nh øng dông trªn mét tr¹m nªn quan hÖ gi÷a c¸c ®èi t¸c nµy chØ cã tÝnh logic. T­¬ng øng víi mét ®èi t¸c vËt lý th­êng cã nhiÒu ®èi t¸c logic vµ tÊt nhiªn nhiÒu mèi liªn kÕt logic ®­îc x©y dùng trªn c¬ së mét mèi liªn lÕt vËt lý. C¸c lo¹i liªn kÕt: Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 5
  6. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp - Liªn kÕt ®iÓm - ®iÓm (Point to Point) : Mèi liªn kÕt nµy chØ cã 2 ®èi t¸c th¹m gia, vÒ mÆt vËt lý hai t¹m ®­îc nèi víi nhau bëi mét ®­êng truyÒn. §Ó thùc hiÖn mét m¹ng truyÒn tin dùa trªn liªn kÕt nµy sÏ lµ tËp hîp cña nhiÒu ®­êng d©y ®éc lËp. - Liªn kÕt ®iÓm – nhiÒu ®iÓm (multi – drop): NhiÒu tr¹m ®­îc nèi chung víi mét tr¹m chñ (master). Nh­ vËy c¸c ®èi t¸c sÏ ®­îc nèi chung vµo mét ®­êng d©y - Liªn kÕt nhiÒu ®iÓm – nhiÒu ®iÓm (multi – point): nhiÒu ®èi t¸c tham gia vµ th«ng tin ®­îc trao ®æi theo nhiÒu h­íng. Còng t­¬ng tù liªn kÕt ®iÓm – nhiÒu ®iÓm víi liªn kÕt nµy c¸c ®èi t¸c còng ®­îc nèi trªn cïng mét ®­êng d©y. §Þnh nghÜa: CÊu tróc m¹ng lµ tæng hîp cña c¸c mèi liªn kÕt. CÊu tróc m¹ng còng hiÓu lµ c¸ch s¾p xÕp, tæ chøc vÒ mÆt vËt lý cña m¹ng nh­ng còng hiÓu lµ c¸ch s¾p xÕp logic cña c¸c nót m¹ng. C¸c lo¹i cÊu tróc m¹ng: + Topology ®Çy ®ñ: A B E D C H×nh 1.3. S¬ ®å Topology ®Çy ®ñ (Full) Víi cÊu tróc ®Çy ®ñ nµy th× sù giao tiÕp gi÷a c¸c tr¹m lµ nhanh, mét ®èi t¸c bÞ sù cè sÏ kh«ng ¶nh h­ëng tíi c¸c ®èi t¸c cßn l¹i nh­ng cÊu tróc nµy gi¸ thµnh cao do tèn kÐm d©y dÉn + Topology h×nh sao: B C A D F E H×nh 1.4. S¬ ®å topology h×nh sao Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 6
  7. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp C¸c ®èi t¸c trao ®æi th«ng tin víi nhau th«ng qua mét tr¹m chñ, tuy nhiªn mét sù cè cña tr¹m chñ sÏ dÉn ®Õn sù tª liÖt cña toµn hÖ thèng do ®ã tr¹m chñ ®ßi hái ph¶i cã ®é tin cËy cao. + Topology vßng lÆp B A C D H×nh 1.5. S¬ ®å topology kiÓu vßng loop Trong cÊu tróc nµy c¸c thµnh viªn ®­îc nèi víi nhau t¹o thµnh m¹ch vßng khÐp kÝn, tÝn hiÖu ®­îc truyÒn ®i theo chiÒu cè ®Þnh. ­u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ mçi nót m¹ng cã thÓ lµ bé khuÕch ®¹i ®iÒu ®ã khiÓn cho kho¶ng c¸ch ®èi víi cÊu tróc nµy cã thÓ lµ rÊt xa. MÆt kh¸c mçi ®èi t¸c ng¨n m¹ch vßng lµm hai phÇn nªn kh¶ n¨ng s¶y ra xung ®ét sÏ gi¶m do tÝn hiªô chØ ®­îc truyÒn ®i theo mét chiÒu. + Topology bus H×nh 1.6. CÊu tróc trunk- H×nh 1.7. CÊu tróc daisy-chain line/drop-line Trong cÊu tróc nµy c¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng ®­îc nèi trªn cung mét d©y dÉn. Víi cÊu tróc daisy-chain c¸c ®èi t¸c ®­îc nèi trùc tiÕp vµo ®­êng truyÒn. Cßn cÊu tróc trunk-line/drop-line th× cã c¸c d©y phô ®Ó nèi c¸c ®èi t¸c vµo ®­êng Bus chung. ­u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ ®¬n gi¶n vµ tiÕt kiÖm d©y dÉn. + CÊu tróc c©y Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 7
  8. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp Bé nèi Bé lÆp Bé nèi sao H×nh 1.8. CÊu tróc c©y CÊu tróc c©y lµ tæng hîp cña nhiÒu liªn kÕt víi c¸c cÊu tróc nh­ ®­êng th¼ng, sao, m¹ch vßng... §©y lµ cÊu tróc th­êng gÆp trong thùc tÕ. 2.3. M«i tr­êng truyÒn dÉn 2.3.1. C¸c ®Æc tÝnh cña m«i tr­êng truyÒn dÉn M«i tr­êng truyÒn dÉn lµ m«i tr­êng mµ tÝn hiÖu th«ng tin truyÒn qua (thùc chÊt ®ã lµ ®­êng truyÒn). M«i tr­êng truyÒn dÉn cã ¶nh h­ëng lín tíi tèc ®é truyÒn dÉn, chÊt l­îng ®­êng truyÒn... Ta xÐt c¸c ®Æc tÝnh sau: · Dung l­îng truyÒn cña m«i tr­êng truyÒn dÉn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Uk = Tk*Fk*Hk ë ®ã: Tk - Thêi gian trong ®ã cã mÆt tÝn hiÖu truyÒn ®i Fk – Kho¶ng tÇn sè lµm viÖc cña kªnh Hk - §Æc tÝnh chØ râ sù t¨ng c«ng suÊt tÝn hiÖu Pth so víi c«ng suÊt nhiÔu Pnh trong kªnh Ng­êi ta cßn gäi Uk lµ kh¶ n¨ng truyÒn cña m«i tr­êng truyÒn dÉn · Tèc ®é truyÒn th«ng tin: V=I/T ë ®ã: I – L­îng th«ng tin truyÒn T – Thêi gian truyÒn l­îng th«ng tin I 2.3.2. C¸c lo¹i m«i tr­êng truyÒn dÉn a) §­êng hai d©y hë. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 8
  9. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp Lµ lo¹i m«i tr­êng truyÒn dÉn ®¬n gi¶n, hai d©y dÉn ®­îc c¸ch li víi nhau b»ng kho¶ng kh«ng. Lo¹i nµy cã thÓ nèi c¸c thiÕt bÞ víi chiÒu dµi kh«ng lín l¾m vµ tèc ®é truyÒn kh«ng qu¸ 19.2 Kbis/s. §­êng d©y nµy ®­îc øng dông trong truyÒn sè liÖu gi÷a c¸c DTE vµ DCE. Nh­îc ®iÓm cña lo¹i d©y nµy lµ chÞu t¸c ®éng cña nhiÔu xuyªn ©m, ngoµi ra cÊu tróc hë khiÕn nã nh¹y c¶m víi nhiÔu g©y ra bëi c¸c nguån bøc x¹, ®ã còng chÝnh lµ lÝ do khiÕn cho m«i tr­êng truyÒn dÉn nµy h¹n chÕ vÒ tèc ®é vµ chiÒu dµi d©y dÉn. b) C¸p ®«i d©y xo¾n §©y lµ m«i tr­êng truyÒn dÉn cã tÝnh lÞch sö trong truyÒn sè liÖu vµ hiÖn nµy nã vÉn lµ m«i tr­êng truyÒn dÉn ®­îc dïng rÊt phæ biÕn. Nã ®­îc ph¸t minh cïng thêi víi ®iÖn tho¹i, vµ gi¸ th× t­¬ng ®èi rÎ tiÒn C¸p d©y ®«i xo¾n cã thÓ lo¹i trõ tèt h¬n. Trong mét c¸p cã nhiÒu cÆp d©y xo¾n vµo nhau. Mét ®«i d©y xo¾n bao gåm hai sîi d©y ®­îc quÊn c¸ch li «m vµo nhau do cÊu tróc nh­ thÕ mµ tr­êng ®iÖn tõ cña hai d©y sÏ trung hoµ lÉn nhau, mÆt kh¸c d©y tÝn hiÖu vµ d©y ®Êt xo¾n vµo nhau gióp cho tÝn hiÖu giao thoa ®­îc c¶ hai d©y thu nhËn, kh«ng lµm ¶nh h­ëng lªn tÝn hiÖu vi sai. ChÝnh v× vËy mµ nhiÔu ra m«i tr­êng xung quanh vµ nhiÔu xuyªn ©m gi¶m thiÓu ®¸ng kÓ. H×nh 1.9. CÊu t¹o cña c¸p ®«i d©y xo¾n §­êng d©y xo¾n ®«i thÝch hîp víi thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ®­êng d©y vµ m¹ch thu riªng, sö dông tèc ®é bit d­íi 1 Mbps cho kho¶ng c¸ch tõ vµi m ®Õn 15Km vµ tèc ®é bit thÊp h¬n cho kho¶ng c¸ch dµi h¬n. §iÓn h×nh cña c¸p ®«i d©y xo¾n lµ viÖc øng dông trong c¸c hÖ thèng truyÒn th«ng sö dông chuÈn RS485 víi tèc ®é truyÒn th«ng th­êng lµ 64Kb/s vµ 96Kb/s Tuy vËy c¸p ®«i d©y xo¾n cã nh­îc ®iÓm lµ chÞu ¶nh h­ëng cña nhiÔu kÝ sinh vµ hiÖn t­îng can nhiÖt (couplage) Cã 2 lo¹i c¸p xo¾n ®«i: C¸p xo¾n ®«i kh«ng bäc kim (UTP – Unshielded Twisted Pair) dïng réng r·i trong m¹ng ®iÖn tho¹i vµ trong nhiÒu øng dông truyÒn sè liÖu; c¸p xo¾n ®«i bäc kim (STP – Shielded Twisted Pair), cã mét mµn ch¾n ®Ó b¶o vÖ gi¶m ¶nh h­ëng cña tÝn hiÖu giao thoa. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 9
  10. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp c) C¸p ®ång trôc H¹n chÕ chÝnh cña c¸p xo¾n ®«i g©y ra bëi hiÖu øng bÒ mÆt. Khi tèc ®é bit (còng lµ tÇn sè) cña tÝn hiÖu truyÒn dÉn t¨ng lªn th× luång ch¶y cña dßng ®iÖn trong d©y chØ ë trªn bÒ mÆt, do vËy sö dông Ýt h¬n tiÕt diÖn s½n cã, dÉn ®Õn sù t¨ng ®iÖn trë cña d©y ®èi víi tÝn hiÖu cao tÇn, lµm t¨ng suy hao. Ngoµi ra, ë tÇn sè cao, n¨ng suÊt tÝn hiÖu bÞ mÊt m¸t nhiÒu h¬n do hiÖu øng bøc x¹. V× vËy, víi nh÷ng øng dông ®ßi hái tèc ®é bit cao h¬n 1 Mbps, cÇn ph¶i cã thiÕt bÞ ®iÖn tö thu vµ ®iÒu khiÓn tinh vi h¬n hoÆc sö dông mét m«i tr­êng truyÒn dÉn kh¸c. C¸p ®ång trôc lµm gi¶m tèi thiÓu hai hiÖu øng trªn. C¸p cã chÊt dÉn ®iÖn ë chÝnh gi÷a trôc vµ bao quanh trôc còng lµ chÊt dÉn ®iÖn. Kho¶ng gi÷a hai líp chÊt dÉn ®iÖn th­êng ®­îc lµm ®Çy bëi chÊt c¸ch ®iÖn r¾n hoÆc cÊu tróc tæ ong. Líp dÉn ®iÖn Líp c¸ch ®iÖn H×nh 1.10. CÊu t¹o cña c¸p ®ång trôc ChÊt dÉn ®iÖn ë gi÷a lµ mµn ch¾n h÷u hiÖu víi tÝn hiÖu nhiÔu bªn ngoµi. Sù tæn hao tÝn hiÖu rÊt nhá g©y ra do bøc x¹ ®iÖn tõ vµ hiÖu øng bÒ mÆt. C¸p ®ång trôc cã thÓ sö dông víi nhiÒu kiÓu tÝn hiÖu kh¸c nhau, tèc ®é ®iÓn h×nh lµ 10Mbps. C¸p ®ång trôc ®­îc sö dông réng r·i, chÕ ®é ho¹t ®éng cã thÓ sö dông d¶i c¬ së (BaseBand) hoÆc d¶i réng (BroadBand). Víi BaseBand toµn bé hiÖu suÊt ®­êng truyÒn ®­îc dµnh cho mét kªnh truyÒn th«ng duy nhÊt trong khi ®ã BroadBand th× sö dông cho 2 hoÆc nhiÒu kªnh cïng ph©n chia d¶i th«ng cña ®­êng truyÒn. Chóng ®­îc minh ho¹ trªn h×nh 3.10. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 10
  11. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp BaseBand BroadBand H×nh 1.11. Minh ho¹ d¶i c¬ së vµ d¶i réng - Ph­¬ng thøc truyÒn d¶i c¬ së cã thÓ truyÒn ®­îc c¶ tÝn hiÖu t­¬ng tù vµ tÝn hiÖu sè. Kho¶ng c¸ch truyÒn ë gi¶i c¬ së tõ 1Km ®Õn 3Km tèc ®é trong gi¶i nµy lµ 1Mb/s ®Õn 10Kb/s Víi gi¶i réng kho¶ng c¸ch tõ 10Km ®Õn 50Km, tèc ®é cã thÓ lªn ®Õn 350Mb/s Víi ®iÒu chÕ d¶i réng c¸p ®ång trôc kh¸ nh¹y c¶m víi nhiÔu tÇn sè thÊp, hÖ sè chèng nhiÔu tõ 50dB ®Õn 60 dB. Trong tr­êng hîp ®iÒu chÕ d¶i réng th× kÐm nh¹y c¶m h¬n, hÖ sè chèng nhiÔu tõ 80dB ®Õn 100dB. d) Sîi quang §©y lµ m«i tr­êng truyÒn dÉn ®ang ®­îc xö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp bëi c¸c ­u ®iÓm sau: - Dung l­îng truyÒn lín - TÝnh b¶o mËt tÝn hiÖu khi truyÒn cao - Träng l­îng nhÑ (®Æc biÖt thÝch hîp víi kü thuËt hµng kh«ng) - Kh¶ n¨ng chèng nhiÔu tèt - Tèc ®é truyÒn cao (cã thÓ lªn ®Õn hµng tr¨m Mb/s) - Kh«ng bÞ ¨n mßn trong c¸c m«i tr­êng oxi ho¸ Chóng ta h·y xÐt mét sè c¸c vÊn ®Ò lÝ thuyÕt tr­íc khi xem xÐt sîi quang + B¶n chÊt vµ c¸c ®Æc tr­ng cña sãng ¸nh s¸ng *. B¶n chÊt sãng ¸nh s¸ng - ¸nh s¸ng c­êng ®é lín kh«ng ph¶i bao gåm nh÷ng l­îng tö n¨ng l­îng lín mµ gåm rÊt nhiÒu l­îng tö lan truyÒn. B¶n chÊt cña sãng ¸nh s¸ng cã c¶ tÝnh chÊt sãng vµ tÝnh chÊt h¹t. Tèc ®é lan truyÒn cña sãng ¸nh s¸ng lµ 3.108m/s trong ch©n kh«ng Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 11
  12. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp - Khi nghiªn cøu c¸c phÇn tö thu quang ng­êi ta xö dông c¸c ®Æc tÝnh h¹t cña nã. Khi nghiªn cøu qu¸ tr×nh lan truyÒn cña c¸p quang trªn sîi quang ng­êi ta l¹i quan t©m ®Õn tÝnh chÊt sãng cña nã. *. C¸c ®Æc tr­ng c¬ b¶n + D¶i phæ bøc x¹ quang häc. §Æc tr­ng c¬ b¶n cña c¸c nguån bøc x¹ ®iÖn tõ lµ d¶i phæ bøc x¹ quang häc hay d¶i b­íc sãng t­¬ng øng: c c l= ( m) & f = ( Hz ) f l - ¸nh s¸ng sö dông trong th«ng tin quang lµ ¸nh s¸ng trong vïng hång ngo¹i: - Hång ngo¹i gÇn IR-A: 0.78mm – 1.4 mm - Hång ngo¹i gi÷a IR-B: 1.4mm – 6 mm - Hång ngo¹i gÇn IR-A: 6mm – 1mm - Phæ bøc x¹ cã 3 lo¹i kh¸c nhau lµ phæ liªn tôc, phæ rêi r¹c vµ phæ hÊp thô. Trong th«ng tin quang ng­êi ta sö dông phæ liªn tôc vµ phæ rêi r¹c. + §Æc tÝnh kh«ng kÕt hîp: Khi c¸c nguån bøc x¹ ho¹t ®éng, tõng nguyªn tö sÏ bøc x¹ ngÉu nhiªn c¸c xung ¸nh s¸ng, Mçi xung ¸nh s¸ng chøa ®ùng mét dao ®éng riªng. C¸c xung ¸nh s¸ng chØ tån t¹i trong 1 thêi gian ng¾n (18-8) vµ ®i ®­îc kho¶ng 3m. Sau ®ã c¸c nguyªn tö ngõng bøc x¹ trong mét thêi gian dµi, trong thêi gian ®ã c¸c nguyªn tö kh¸c l¹i bøc x¹ vµ nã t¹o ra ¸nh s¸ng liªn tôc. Do c¸c nguyªn tö nªn pha cña chóng lµ ngÉu nhiªn, do ®ã kh«ng thÓ cã hiÖn t­îng giao thoa trong mét thêi gian dµi vµ ng­êi ta gäi ®ã lµ ®Æc tÝnh kh«ng kÕt hîp cña ¸nh s¸ng. + Nguyªn lÝ truyÒn dÉn ¸nh s¸ng n2 - Dùa vµo hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn - Khi n1>n2 vµ at
  13. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp n2 n1 H×nh 1.12. Nguyªn lÝ lµm viÖc cña c¸p quang Trong sîi quang ®a mode chiÕt suÊt bËc, vËt liÖu chÕ t¹o vá vµ lâi kh¸c nhau nh­ng chiÕt suÊt lµ ®ång nhÊt. C¸c tia s¸ng do diode ph¸t ra víi gãc nhá h¬n gãc tíi h¹n sÏ ®­îc ph¶n x¹ toµn phÇn t¹i giao diÖn lâi – vá vµ lan truyÒn däc theo lâi b»ng c¸ch ph¶n x¹ nhiÒu lÇn. C¸c tia s¸ng ph¸t ra t¹i diode víi gãc kh¸c nhau sÏ truyÒn ®i víi thêi gian kh¸c nhau, dÉn ®Õn tÝn hiÖu thu cã ®é réng xung lín h¬n tÝn hiÖu vµo, lµm gi¶m tèc ®é bit. + Ph©n lo¹i sîi quang Theo ®Æc tÝnh truyÒn dÉn ng­êi ta chia sîi quang thµnh 2 lo¹i: Sîi SM vµ sîi MM - Sîi SM (Single Mode): ®­îc hiÓu lµ mét tr¹ng th¸i dao ®éng ®iÖn tõ øng víi nghiÖm cao cña ph­¬ng tr×nh sãng. Sè l­îng c¸c Mode cã quan hÖ víi sãng ®iÖn tõ ®¬n tho¶ m·n c¸c ph­¬ng tr×nh Maxwell vµ ®iÒu kiÖn bê lÊy tõ sîi quang. - Sîi MM (Multiple Modes): §­îc hiÓu lµ cã ®ång thêi nhiÒu Mode. Sîi MM cã ®­êng kÝnh dk lín h¬n sîi SM Cã thÓ hiÓu Mode lµ c¸c tia s¸ng thµnh phÇn. Theo sù thay ®æi cña chiÕt suÊt mµ ng­êi ta ph©n sîi quang thµnh mét sè lo¹i sau: - Sîi SI-MM (Step Index – Multiple Modes) - Sîi GI-MM (Granded Index – Multiple Modes) - Sîi SI-SM (Step Index – Single Mode) · §å thÞ sau chØ ra sù liªn hÖ gi÷a tèc ®é truyÒn vµ kho¶ng c¸ch truyÒn cña c¸p ®«i d©y xo¾n, c¸p ®ång trôc vµ c¸p quang Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 13
  14. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp V(Mb/s) 100 C¸p quang 10 C¸p ®ång trôc 1 C¸p ®«i d©y xo¾n 0.1 L(km) 0.1 1 10 100 H×nh 1.13. §å thÞ liªn hÖ gi÷a tèc ®é truyÒn vµ kho¶ng c¸ch truyÒn cña c¸p ®«i d©y xo¾n, c¸p ®ång trôc vµ c¸p quang e) VÖ tinh Ngoµi m«i tr­êng h÷u tuyÕn, sè liÖu cßn cã thÓ ®­îc truyÒn b»ng c¸ch dïng sãng v« tuyÕn qua kh«ng gian nh­ hÖ thèng vÖ tinh. Sè liÖu ®­îc ®iÒu chÕ bëi mét chïm sãng cùc ng¾n h×nh nãn, ph¸t tõ mÆt ®Êt lªn vÖ tinh. Chïm tia nµy ®­îc thu vµ truyÒn ®Õn ®Ých ®· ®Þnh b»ng c¸ch dïng 1 antenna ®Þnh h­íng vµ bé chuyÓn tiÕp. Mét vÖ tinh ®¬n cã nhiÒu bé chuyÓn tiÕp nh­ vËy, mçi bé tiÕp nhËn mét d¶i tÇn sè riªng. Mét kªnh vÖ tinh ®iÓn h×nh cã b¨ng th«ng lín (500MHz) vµ cã thÓ cung cÊp hµng tr¨m kªnh sè liÖu tèc ®é cao b»ng c¸ch dïng kü thuËt ghÐp kªnh. VÖ tinh dïng cho môc ®Ých liªn l¹c th­êng lµ vÖ tinh ®Þa tÜnh. Ng­êi ta chän quü ®¹o cña vÖ tinh ®Ó cung cÊp mét tuyÕn th«ng tin tÇm nh×n th¼ng gi÷a tr¹m ph¸t vµ thu. VÖ tinh Tr¹m ph¸t Tr¹m thu H×nh 1.14. TruyÒn dÉn b»ng sãng vÖ tinh Mçi tr¹m mÆt ®Êt thu, ph¸t t¹i c¸c tÇn sè kh¸c nhau, thùc tÕ th­êng sö dông hÖ thèng nhiÒu tr¹m thu ph¸t, tæ chøc thµnh m¹ng. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 14
  15. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp f) Sãng cùc ng¾n trªn mÆt ®Êt (viba) §­êng truyÒn sãng cùc ng¾n ®­îc sö dông réng r·i khi viÖc x©y dùng mét m«i tr­êng h÷u tuyÕn lµ kh«ng thùc tÕ, hoÆc qu¸ ®¾t, vÝ dô qua s«ng hå, sa m¹c. V× sãng cùc ng¾n truyÒn qua kh«ng khÝ nªn cã thÓ bÞ gi¸n ®o¹n bëi c¸c vËt c¶n do con ng­êi va ®iÒu kiÖn thêi tiÕt cã h¹i. Còng nh­ vÖ tinh, chïm tia sãng cùc ng¾n truyÒn qua kh«ng gian nªn kh«ng hiÖu qu¶. TruyÒn dÉn b»ng sãng cùc ng¾n cã thÓ cho phÐp kho¶ng c¸ch ®Õn 50km. g) Sãng v« tuyÕn tÇn thÊp Sãng v« tuyÕn tÇn thÊp ®­îc sö dông ë nh÷ng n¬i cã liªn kÕt cè ®Þnh qua mét kho¶ng c¸ch võa ph¶i b»ng c¸ch dïng m¸y ph¸t vµ thu ë mÆt ®Êt. VÝ dô, dïng ®Ó kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh trong thµnh phè víi mét m¸y ph¸t ë xa. m¸y v« tuyÕn (gäi lµ tr¹m gèc) ®­îc ®Æt ë ®iÓm cè ®Þnh, cung cÊp liªn kÕt v« tuyÕn gi÷a mçi m¸y tÝnh vµ tr¹m trung t©m. NÕu øng dông yªu cÇu khu vùc bao phñ réng lín, cÇn ph¶i sö dông nhiÒu tr¹m gèc. Khu vùc bao phñ cña mèi tr¹m gèc bÞ giíi h¹n do giíi h¹n c«ng suÊt ph¸t, v× vËy mçi tr¹m gèc chØ cung cÊp võa ®ñ kªnh phôc vô cho toµn bé t¶i trong khu vùc ®ã. Cã thÓ ®¹t ®­îc vïng phñ sãng lín h¬n b»ng c¸ch s¾p xÕp nhiÒu tr¹m gèc theo cÊu tróc tÕ bµo. Thùc tÕ, kÝch th­íc tÕ bµo thay ®æi vµ ®­îc x¸c ®Þnh bëi c¸c yÕu tè nh­ mËt ®é ®Çu cuèi vµ ®Þa thÕ ®Þa ph­¬ng. Mçi tr¹m gèc ho¹t ®éng sö dông mét d¶i tÇn kh¸c víi tr¹m l©n cËn. Tuy nhiªn, v× phñ sãng cña mçi tr¹m gèc bÞ giíi h¹n nªn cã thÓ sö dông l¹i d¶i tÇn cña c¸c vïng kh¸c trong m¹ng. C¸c tr¹m gèc ®­îc kÕt nèi ®Õn m¹ng cè ®Þnh. Th«ng th­êng, tèc dé truyÒn sè liÖu gi÷a c¸c m¸y tÝnh trong mét tÕ bµo lµ 10Kbps. 2.4. C¸c ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn Trong m¹ng truyÒn tin cã nhiÒu ®èi t¸c tham gia, cÇn thiÕt ph¶i cã sù ®iÒu khiÓn ®Ó sao cho ë mçi thêi diÓm chØ cã ®èi t¸c ®­îc göi th«ng tin ®i, râ rµng cÇn thiÕt ph¶i cã ph­¬ng ph¸p thÝch hîp ®Ó ph©n chia thêi gian göi d÷ liÖu trªn ®­êng truyÒn. ViÖc truy nhËp ®­êng truyÒn liªn quan ®Õn c¸c yÕu tè sau: - §é tin cËy khi truyÒn th«ng tin - TÝnh n¨ng thêi gian thùc - HiÖu suÊt sö dông ®­êng truyÒn. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 15
  16. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp Ng­êi ta ®­a ra c¸c ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn nh­ sau: 2.4.1.Ph­¬ng ph¸p truy cËp Master/ Slave Víi ph­¬ng ph¸p truy nhËp nµy, tr¹m chñ sÏ ®­îc quyÒn ph©n chia thêi gian truy cËp ®­êng truyÒn cho c¸c tr¹m tí h×nh 3.15. Master Slave Slave Slave H×nh 1.15. Truy cËp Master/slave Tr¹m chñ cã thÓ göi c¸c yªu cÇu tuÇn tù ®Õn c¸c tr¹m tí hoÆc cã thÓ chØ ®Þnh tr¹m tí bÊt kú theo môc ®Ých truy nhËp. ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ cÊu tróc m¹ng ®¬n gi¶n, nh­ng c¸c ho¹t ®éng cña m¹ng l¹i phô thuéc vµo tr¹m chñ nªn ®ßi hái ®é tin cËy cña tr¹m chñ lµ rÊt cao, mÆt kh¸c do th«ng tin gi÷a c¸c tr¹m tí ®Òu ph¶i th«ng qua trung gian lµ tr¹m chñ ®· khiÕn cho hiÖu suÊt ®­êng truyÒn trong ph­¬ng ph¸p nµy lµ kh«ng cao. 2.4.2. Ph­¬ng ph¸p truy cËp Token Passing CÊu tróc cña mét token nh­ sau: Access Start control End delimiter 1 byte 1 byte 1 byte H×nh 1.16. §Þnh d¹ng cña 1 token Token Passing lµ 1 khung truyÒn cã cÊu tróc ®Æc biÖt víi c¸c th«ng tin d÷ liÖu chÝnh, nã ®­îc sö dông nh­ thÎ bµi cã thÓ t¸c dông trao quyÒn göi th«ng tin khi mét tr¹m nµo ®ã cã ®­îc thÎ bµo nµy. ViÖc göi thÎ bµi ®­îc thùc hiÖn theo 1 chu tr×nh ®Þnh s½n. §èi víi c¸c m¹ng cã cÊu tróc khÐp kÝn ng­êi ta ®­a ra kh¸i niÖm Token rinh. S¬ ®å nh­ sau: Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 16
  17. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp : M«i Unit 1 Unit 2 Unit 3 Unit 4 tr­êng vËt lý : §­êng ®i cña Token Unit 8 Unit 7 Unit 6 Unit 5 Unit 3: bÞ lçi H×nh 1.17. Ph­¬ng ph¸p truy nhËp Token Ring Unit 1 Unit 2 Unit 3 Unit 4 Unit 8 Unit 7 Unit 6 Unit 5 H×nh 1.18. Ph­¬ng ph¸p truy nhËp Token bus Mét tr¹m ®ang gi÷ Token kh«ng nh÷ng cã quyÒn gi÷ th«ng tin ®i mµ cßn cã thÓ kiÓm so¸t th«ng tin cña c¸c tr¹m kh¸c. NÕu thÊy tr¹m chuÈn bÞ nhËn Token bÞ lçi nã sÏ kh«ng gi÷ Token cho tr¹m nµy, hoÆc nÕu token kh«ng ®­îc göi (cã nghÜa lµ tr¹m token bÞ lçi) th× 1 tr¹m nµo ®ã sÏ tù t¹o ra token ®Ó ®¶m b¶o ho¹t ®éng cña hÖ thèng lµ th«ng suèt. 2.4.3. CDMA/ CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Trong ph­¬ng ph¸p nµy, c¸c tr¹m ®Òu ®­îc truy nhËp bus mµ kh«ng cã 1 sù kiÓm so¸t nµo. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng ®­îc m« t¶ nh­ sau: + Mçi tr¹m ®Òu c¶m nhËn ®­êng truyÒn (carier sense), chØ khi ®­êng truyÒn rçi th× míi ®­îc truyÒn th«ng tin trªn ®ã. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 17
  18. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp + Do ®é trÔ cña sù lan truyÒn mµ vÉn x¶y ra tr­êng hîp lÆp 2 hay nhiÒu tr¹m cïng ®­a th«ng tin lªn ®­êng truyÒn (h×nh....) vµ khi ph¸t c¸c tr¹m nµy vÉn ph¶i c¶m nhËn xem cã x¶y ra xung ®ét kh«ng (Collision Detection) n1 n2 n3 n4 H×nh 1.19. NhiÒu tr¹m nhËn cïng göi th«ng tin lªn ®­êng truyÒn + Khi hai hay hiÒu tr¹m nhËn cïng ®­a th«ng tin lªn ®­êng truyÒn (tøc xung ®ét x¶y ra) th× c¸c tr¹m nµy ®Òu ph¶i huû bá b¶n tin göi cña m×nh (h×nh...) n1 n2 n3 n4 H×nh 1.20. C¸c th«ng b¸o göi bÞ huû bá + Chê trong thêi gian ngÉu nhiªn c¸c tr¹m nµy sÏ göi l¹i th«ng b¸o n1 n2 n3 n4 H×nh 1.21. Tr¹m n1 göi th«ng b¸o Thùc tÕ viÖc ph¸t hiÖn xung ®ét ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch so s¸nh tÝn hiÖu ph¸t vµ tÝn hiÖu ph¶n håi. Trong tr­êng hîp cã xung ®ét th× c¸c tr¹m nµy lËp tøc kh«ng ph¸t n÷a, vµ c¸c tr¹m nhËn th× kh«ng nhËn ®­îc byte kÕt thóc cña khung truyÒn nªn coi nh­ th«ng b¸o nµy bÞ huû bá. Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 18
  19. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ ®¬n gi¶n vµ linh ho¹t nh­ng kh«ng phï hîp víi c¸c hÖ thèng m¹ng cÊp thÊp do tÝnh kh«ng æn ®Þnh vÒ thêi gian ®¸p øng. 2.4.4. CSMA/ CA (Carrier Sense Multiple with Collision Avoidance) Ph­¬ng ph¸p nµy còng gièng ph­¬ng ph¸p CSMA/ CD, nh­ng chóng sö dông ph­¬ng ph¸p m· ho¸ bit thÝch hîp ®Ó khi x¶y ra xung ®ét 1 tÝn hiÖu nµy sÏ lÊn ¸t tÝn hiÖu kiÓm tra. VÝ dô: n1 n2 n3 A C B X a. n1 vµ n3 cïng ph¸t n1 n2 n3 A C B b. n1 liªn tôc ph¸t vµ n3 dõng ph¸t H×nh 1.22. Nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña CDMA/CA Ph­¬ng ph¸p nµy ra ®êi ®· c¶i thiÖn ®­îc tÝnh n¨ng thêi gian thùc mµ ph­¬ng ph¸p CSMA/ CD gÆp ph¶i. 2.5. C¸c giao thøc c«ng nghiÖp (Industrial Protocol) 2.5.1. Kh¸i niÖm giao thøc (Protocol) + Trong qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng tin trªn m¹ng, c¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng cÇn thiÕt ph¶i tu©n theo c¸c quy t¾c thñ tôc chung ®Ó phôc vô cho viÖc giao tiÕp gäi lµ giao thøc, giao thøc chÝnh lµ c¬ së cho viÖc thùc hiÖn vµ sö dông c¸c dÞch vô truyÒn th«ng. + Quy ®Þnh mét giao thøc bao gåm c¸c phÇn sau: - Khëi t¹o: PhÇn nµy khëi t¹o c¸c th«ng sè cña giao thøc vµ b¾t ®Çu truyÒn d÷ liÖu trªn ®­êng truyÒn Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 19
  20. Chæång 1. Lyï thuyãút chung vãö maûng truyãön thäng trong cäng nghiãûp - T¹o khung vµ ®ång bé khung: PhÇn nµy ®Þnh nghÜa thêi ®iÓm khëi ®Çu vµ thêi ®iÓm kÕt thóc cña khung ®Ó bªn nhËn cã thÓ ®ång bé d÷ liÖu khi nhËn. - §iÒu khiÓn luång d÷ liÖu: ®Ó ®¶m b¶o r»ng víi tèc ®é nµy th× bªn thu cã thÓ nhËn sè liÖu mµ kh«ng bÞ thiÕu. - §iÒu khiÓn truy cËp ®­êng truyÒn: øng dông truyÒn b¸n song c«ng - Söa lçi: C¸c kÝ thuËt ngµy nay sö dông söa lçi tæng khèi vµ CRC. - §iÒu khiÓn Time Out: ¸p dông víi c¸c bé truyÒn khi nã kh«ng nhËn ®­îc d÷ liÖu trong kho¶ng thêi gian ®Þnh tr­íc vµ bé nhËn kh«ng thÓ nhËn ®­îc c¸c b¶n tin tr­íc ®ã. 2.5.2.Giao thøc c«ng nghiÖp · C¸c yªu cÇu ®èi víi c¸c Protocol c«ng nghiÖp. - DÔ dµng cho c¸c hÖ thèng xö lÝ: Møc ®é yªu cÇu cña c¸c hÖ thèng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp ë cÊp ®é ph©n x­ëng lµ ë cÊp thÊp. CÇn thiÕt chän c¸c giao thøc ®¬n gi¶n ch¼ng h¹n giao thøc ASCII. - TÝnh b¶o toµn d÷ liÖu khi truyÒn lµ cao: Trong m«i tr­êng c«ng nghiÖp cã rÊt nhiÒu nhiÔu ®iÖn tõ, cÇn thiÕt ph¶i truyÒn sè liÖu sao cho kh«ng cã lçi, giao thøc ®­îc chän ph¶i cã kh¶ n¨ng kiÓm so¸t lçi hiÖu qu¶ ch¼ng h¹n nh­ ph­¬ng ph¸p so¸t lçi CRC. - ChuÈn ho¸ c¸c giao thøc: XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c ®èi t¸c trao ®æi th«ng tin (PLC, PC ...) ®­îc s¶n xuÊt bëi c¸c h·ng kh¸c nhau, cÇn thiÕt ph¶i cã giao thøc truyÒn th«ng c«ng nghiÖp chung, ch¼ng h¹n MobBus. - Tèc ®é truy cËp c¸c th«ng sè cao: Yªu cÇu viÖc cËp nhËt c¸c th«ng sè tõ c¸c thiÕt bÞ tr­êng nèi tiÕp nhau lµ gÇn nh­ ®ång thêi. Mét sè c¸c giao thøc c«ng nghiÖp ®iÓn h×nh nh­: ASCII, Modbus, Can...sÏ ®­îc xÐt trong phÇn m¹ng cña Simatic-net Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 20
Đồng bộ tài khoản