Xem mẫu
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
nguon tai.lieu . vn
