配電系統自動化6——變電站綜合自動化系統的數據通信-資料下載頁

　　

【正文】 鏈路層： –邏輯鏈路控制子層（ LLC） –媒體訪問控制子層（ MAC） CAN協議的分層結構 （ 3） 報文的傳送及其幀結構 ? 在進行數據傳送時 ， 發出報文的單元成為該報文的發送器 。 ? 該單元在總線空閑或丟失仲裁前始終為發送器 。 ? 如果一個單元不是報文發送器 ， 并且總線不處于空閑狀態 ， 則該單元就是接收器 。 ? 構成一幀的幀起始、仲裁場、控制場、數據場和CRC序列均借助位填充規則進行編碼。 ? 當發送器在發送的位流中檢測到 5位連續的相同數值時，將自動地在實際發送的位流中插入一個補碼位。 ? 數據幀和遠程幀的其余位場采用固定格式，不進行填充。 ? 報文中的位流按照非歸零碼（ NRZ）方法編碼。 ? 報文傳送由 4種不同類型的幀表示和控制： – 數據幀攜帶數據由發送器至接收器； – 遠程幀通過總線單元發送，以請求發送具有相同標識符的數據幀； – 出錯幀由檢測出總線錯誤的任何單元發送； – 超載幀用于提供當前的和后續的數據幀的附加延遲。 (1) LonWorks技術特點 ? 支持 OSI七層模型的 LonTalk通信協議 ? 神經元芯片 ? 基于 LNS（ LonWorks Network Operating System）的軟件工具 ? 開放性 LonWorks（局部操作網絡） ① 支持 OSI七層模型的 LonTalk通信協議 ? LonTalk通信協議支持 OSI／ RM的所有七層模型，是直接面向對象的網絡協議。 ? LonTalk協議通過神經元芯片實現，不僅提供介質存取、事務確認和點對點通信服務；還提供一些如認證、優先級傳輸、廣播／組播消息等高級服務。 ② 神經元芯片 (Neuron Chip) ? 神經元芯片是 LonWorks技術的核心，它不僅是LON總線的通信處理器，而且是具有 I/O和控制的通用處理器。神經元芯片已提供了 LonTalk協議的第 16層，開發者只需用 Neuron C語言開發。 ? 神經元芯片包括 3個 8位 CPU、 RAM、 ROM、通信接口和 I/O接口。 ROM中存儲操作系統、LonTalk協議和 I/O函數庫； RAM用于存儲從網絡上下載的配置數據和應用程序。 ③ 基于 LNS（ LonWorks Network Operating System）的軟件工具 ? LonWorks技術有多種基于 LNS的工具，用于LON網絡的維護和組態。 ? LonMaker是圖形化工具，用于圖形繪制、系統調試和網絡的維修保養； ? 節點開發工具 NodeBuilder； ? 節點和網絡安裝工具 LonBilder； ? 網絡管理工具 LonManage以及客戶／服務器網絡構架 —— LNS技術。 ④ 開放性 LonWorks技術提供了開放系統設計平臺，使不同公司生產的同類 LonWorks產品可以互操互換。 LonWorks產品的互操作標準由LonMark協會制定。 (2) LonTalk七層協議 LonTalk協議 是 LON總線的專用協議，是LonWorks技術的核心。 它符合 1SO/OSI參考模型的七層體系結構，即含有物理層、鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。 ① 物理層： 定義通信信道上位流的傳輸，它確保源設備發送的位流準確地被目的設備接收。 LonTalk協議是基于傳輸介質的協議，不同的通信介質 (如雙絞線、電力線等 )需有不同的物理層協議支持。 ② 數據鏈路層： 定義介質訪問方法和單一信道的數據編碼。 物理層的位流被分割成數據幀，數據鏈路層定義源設備發送數據幀的時刻，目的設備如何接收數據幀以及檢測傳輸錯誤，同時還定義優先級機制以確保重要信息的傳送。 ? 支持多介質的通信，支持低速率的網絡 ? MAC協議是 CSMA（載波信號多路偵聽）協議的改進：帶預測的 P— 堅持 CSMA (Predictive P－ presistent CSMA) MAC協議是確定設備安全地傳送數據包，減少沖突的控制算法 支持優先級 數據鏈路層分成 : LLC和 MAC 其中 MAC子層 : ③ 網絡層： 定義設備名稱和地址，源設備的報文如何選擇路由到達一臺或多臺目的設備，以及當源設備和目的設備不在同一信道上時，如何確定報文路由。 ④ 傳輸層： 確保可靠的報文傳輸。 報文可以用三種服務方式進行數據交換： 應答方式、非應答重發方式、非應答方式 ⑤ 會話層： 對較低層數據交換加以控制。 它支持遠程操作，使用戶可以對遠程服務提出請求，并接收對請示的響應；它還定義了一個認證協議，使報文接收者確認發送者是否有權發送該報文。 提供會話層的請求／應答機制 LonTalk協議的核心部分是傳輸層和會話層 LonTalk協議提供四種類型的報文服務： ? 應答方式 (acknowledge) ? 請求／響應方式 (request/response) ? 非應答重發方式 (unacknowledged repeated) ? 非應答方式 (unacknowledged) 請求／響應在 會話層 實現 其他三種都在 傳輸層 實現 應答方式 (acknowledge)： 或者是 端對端 (end to end)的應答服務 這是最可靠的服務方式 當一個節點發送報文到另一個節點或一個分組，每一個接收到報文的節點都分別向發送方應答，如果發送方在應答時間內沒有全部收到應答，發送方將重新發送該報文，重發次數和應答時間都是可選的。 報文應答服務是由神經元芯片的網絡處理器(work processor)完成的，不必由應用程序來干預。報文傳輸號用于跟蹤報文和應答信號，確保節點不會收到重復的報文。 請求 /響應方式 (request/response)： 與應答方式有相同的可靠性 當一個節點發送報文到另一個節點或一個分組，每一個接收到報文的節點都分別向發送方響應，如果發送方在響應時間內沒有全部收到響應，發送方將重新發送該報文，重發次數和響應時間都是可選的。 報文響應服務可以包含數據，是由應用處理器 (application processor)完成的，適合遠程過程調用和客戶服務器方式的應用。 非應答重發方式 (unacknowledged repeated)： 這是一種比較可靠的方式 當一個節點發送報文到另一個節點或一個分組時，不需要每一個接收到報文的節點向發送方應答或響應，而采用重復多次發送同一報文，使報文盡量可靠地被接收方收到。 這種方式適合于節點較多的分組廣播發送，從而避免因節點響應或應答而使網絡過載。 非應答方式 (unacknowledged)： 是最不可靠的一種方式 當一個節點發送報文到另一個節點或一個分組時，不需要每一個接收到報文的節點向發送方應答或響應，也不必重復多次發送同一報文，只發一次即可。 這種方式適合對可靠性要求不高，對報文丟失不敏感，但需要速度較高、報文長度較長的應用場合。 ⑥ 表示層： 定義報文數據的編碼。 報文可被編碼為網絡變量、應用報文或外部幀。 ⑦ 應用層： 定義一種低層交換數據的公共語義解釋，使不同應用程序中的網絡變量改變時，均能自動將更新的網絡變量值下傳 (發送 )或上傳 (接收 )。應用層還定義了一個文件傳輸協議，用來傳輸應用程序間的傳輸流。 LonTalk協議的表示層和應用層提供五類服務： 1) 網絡變量的服務 2) 顯示報文的服務 3) 網絡管理的服務 4) 網絡跟蹤的服務 5) 外來幀傳輸的服務