横河脉冲输入模块AAP135-S53

AAP135脉冲输入模块选型指南

网络控制方法

在通信网络中，使信息从发送装置迅速而正确地传递到接收装置的管理机制称为网络控制方法。网络控制方法与所使用的网络拓扑结构有关，常用的方法有查询、令牌传送、自由竞争、存储转发等。

(1)查询式  查询式用于主从结构网络中，如星型网络或具有主站的总线型网络。主站依次询问各站是否需要通信，收到通信应答后再控制信息的发送与接收。当多个从站要求通信时，按站的优先级安排发送。

(2)自由竞争式  在这种方式中，网络上各站是平等的，任何一个站在任何时刻均可以向网上广播要发送的信息。信息中包含有目的站地址，其他各站接收到后确定是否为发给本站的信息。由于总线型网络中线路是公用的，因此竞争发送所要解决的问题是当有多个站同时发送信息时的协调问题。自由竞争采取的控制策略是：竞争发送，广播式传输，载体侦听，冲突检测，冲突时退回，再试发送。

当工作站有数据需要发送时，首先侦听线路是否空闲。若空闲，则该站就可发送数据。载波侦听技术虽然能够减少线路冲突，但还不能完全避免冲突。如两个工作站同时侦听到线路空闲时，会因同时发送数据而产生冲突，造成数据作废。解决的办法是在发送数据的同时，发送站还需进行冲突检测。当检测到冲突发生时，工作站将等待一个随机时间再次发送。载波侦听多工访问 / 冲突检测 (CSMA/CD)方法就是一个典型例子。 

(3)令牌传送  这种方式中，有一个称为令牌（Token）的信息段在网络中各节点之间依次传递。令牌有空、忙两种状态，开始时为空闲。节点只有得到空令牌时才具有信息发送权，同时将令牌置为忙。令牌沿网络而行，当信息被目标节点取走后，令牌被重新置为空

令牌传送的方法实际上是一种按预先的安排让网络中各节点依次轮流占用通信线路的方法。令牌是一组特定的二进制代码，它按照事先排列的某种逻辑顺序沿网络而行。只有获得令牌的节点才有权控制和使用网络。若某节点得到令牌后有信息要发送，则先将令牌从网络上取下，并把令牌改成连接器，此时该节点即可发送信息。发送完毕，还需将令牌再附在信息后面，传送给逻辑顺序中的下一个节点。而如果下一节点无信息发送，则令牌将随即向逻辑顺序中的下一个节点传递。

图 2.13 是一个令牌传送示意图。由图可见，令牌传送的次序是由用户根据需要预先确定的，而不是按节点在网络中的物理次序传送的。图中的传送次序为 A→C→F→B→D→E→A 。

令牌传送既适合于环型网，也适合于总线型网。在总线型网络的情况下，各站被赋予一个逻辑位置，所有站形成一个逻辑环。令牌传送效***，信息吞吐量大，实时性好。

令牌传送与 CSMA/CD 相比，重载时响应时间较短，实时性较好。而 CSMA/CD 在网络重载时将不断地发生冲突，因此响应时间较长，实时性变差。但令牌方式控制较复杂，网络扩展时必须重新初始化。

(4)存储转发式的信息传送过程为：源节点发送信息，到达它的相邻节点；相邻节点将信息存储起来，等到自己的信息发送完，再转发这个信息，直到把此信息送到目的节点；目的节点加上确认信息 (正确) 或否认信息 (出错)，向下发送直至源站；源节点根据返回信息决定下一步动作，如取消信息或重新发送。存储转发式不需要通信指挥器，允许有多个节点在发送和接收信息，信息延时小，带宽利用***。

5.差错控制技术

(1)差错控制

DCS的通信网络是在条件比较恶劣的工业环境下工作的，因此，在信息传输过程中，各种各样的干扰可能造成传输错误。这些错误轻则会使数据发生变化，重则会导致生产过程事故。因此必须采取一定的措施来检测错误并纠正错误，检错和纠错统称为差错控制。

(2)传输错误及可靠性指标

在通信网络上传输的信息是二进制信息，它只有0和1两种状态。因此，如果把0误传为1，或者把1误传为0就是传输错误。根据错误的特征，可以把它们分为两类，一类称为突发错误，突发错误是由突发噪声引起的，其特征是误码连续成片出现；另一类称为随机错误，随机错误是由随机噪声引起的，它的特征是误码与其前后的代码是否出错无关。

在DCS中，为了满足控制要求和充分利用信道传输能力，传输速率一般在 0.5～100Mbps 左右。传输速率越大，每一位二进制代码 (又称码元) 所占用的时间就越短，波形就越窄，抗干扰能力就越差，可靠性就越低。传输可靠性用误码率表示，误码率是指通信系统所传输的总码元数中发生差错的码元数所占的比重 ( 取统计平均值 )，即

Pe = pw / pt                  

式中  Pe——误码率；

        Pw——出错的码元数；

          pt——传输的总码元数。  

由上式可见，误码率越低，通信系统的可靠性就越高。在DCS中，常用每年出现多少次误码来代替误码率。对大多数DCS来说，这一指标大约在每年0.01 次到 4 次左右。 

(3)反馈重发纠错方式(ARQ)

在反馈重发纠错方式下，发送端要对所发送的数据进行某种运算，产生能检测错误的帧校验序列 (FCS)，然后把校验序列与数据一起发往对方。在接收端根据事先约定的编码运算规则及校验序列，检查数据在传输过程中是否有出错，并通过反馈信道把判决结果发回发送端。发送端收到反馈信号若标明传送有错，则发送端重发数据，直到接收端返回信号标明接收正确为止。ARQ方式中，必须有一个反馈信道，并且只用于点对点的通信方式。

ARQ 方式中另一个关键问题是检错编码问题。检错编码的方法很多，常用的有奇偶校验码和循环冗余校验码 CRC。

①奇偶检验是在传递字节后附加一位校验位。该校验位根据字节内容取l或0。奇校验时传送字节与校验位中“1”的数目为奇数，偶校验时传送字节与校验位中“1”的数目为偶数。接收端按同样的校验方式对收到的信息进行校验。如发送时规定为奇校验时，若收到的字符及校验位中“1”的数目为奇数，则认为传输正确，否则，认为传输错误。

例如，采用偶校验方法传送一个字节01100001，发送端在字节后添加校验位1，使带校验位数据中 1 的个数为偶数，即 01100001 1。 接收端收到该数据后，同样检查数据中 1 的个数，若为偶数，则认为数据正确，将 01100001 取走；若为奇数，则表明有传输错误，采取进一步纠错措施。奇偶校验只能检测出奇数个信息位出错的情况，而差错的位置不能确定。

②循环冗余码校验  在所传输的信息中附加冗余度的方法是一种常用的差错控制方法。这种方法的基本原理是在传输的信息中按照规定附加一定数量的冗余位。有了冗余位，真正有用的代码数就少于所能组合成的全部代码数。这样，当代码在传输过程中出现错误，并且使接收到的代码与有用的代码不一致时，说明发生了错误。

为了提高检错和纠错能力，可以在信息后面按一定规则附加若干个冗余位，使信息的合法状态之间有很大差别，一种合法信息错误成另一合法信息的可能性就会大大减小。

?发送端在信息码的后面按一定的规则附加冗余码组成传输码组的过程称为编码，在接收端按相同规则检测和纠错的过程称为译码。编码和译码都是由硬件电路配合软件完成的。

?在 DCS中应用较多的是循环冗余码     (Cyclic Redundancy Code，CRC)校验方法。