за счет концентрации данных в едином комплексе и оперативного доступа к данным и средствам их обработки.

Локальные сети являются эффективным способом построения сложных систем управления производственными участками, цехами и предприятиями. В таких системах для управления станками с ЧПУ, промышленными роботами, автоматическими транспортными и складскими средствами используются, как правило, микро-ЭВМ. Системы управления производственными подразделениями связываются с системами автоматизации проектирования, технологической подготовки производства и административного управления производством, образуя интегрированные производственные комплексы, решающие всю совокупность задач подготовки высокоавтоматизированного производства и управления им. В бортовых системах управления использование моноканала для сопряжения датчиков, устройств отображения и ЭВМ, решающих локальные задачи управления и контроля, позволяет значительно уменьшить число соединений и координировать работу многих подсистем, в результате пего снижается стоимость системы управления и повышается качество управления судами, самолетами и другими объектами.

6.2. МОНОКАНАЛЫ

Моноканал ЛВС состоит из канала передачи данных и сетевых адаптеров, сопрягающих ЭВМ с каналом (см. рис. 6.3).

Каналы передачи данных. Канал передачи данных состоит из кабеля, по которому передаются сигналы, являющиеся носителями двоичных значении 0 и 1, последовательно передаваемых по каналу,

Таблица 6.1. Характеристики кабелей

а)

Рис.. 6.5. Подключение адаптеров к магистральному каналу

Для связи между системами ЛВС используются три типа кабелей: экранированные пары проводов, коаксиальные кабели и волоконно-оптические линии (табл. 6.1). Как видно из таблицы, пропускная способность кабеля уменьшается примерно пропорционально его длине, т. е. с увеличением длины кабеля в 10 раз пропускная способность уменьшается примерно во столько же раз. Помехоустойчивость канала также уменьшается с увеличением его длины. При отсутствии источников сильных электромагнитных помех уровень помехоустойчивости пар и коаксиальных кабелей при длине 102 м не ниже 10-8 - 10-9 искажений на бит передаваемых данных. Волоконно-оптические линии нечувствительны к электромагнитным помехам и не являются источниками электромагнитного излучения. Экранированные пары применяются в каналах с пропускной способностью до 1 Мбит/с, а коаксиальные кабели - в каналах с пропускной способностью 1-10 Мбит/с. Волоконно-оптические линии используются для создания каналов со сверхвысокой пропускной способностью- 10- 100 Мбит/с, а также в бортовых и производственных системах, работающих в условиях сильных электромагнитных помех.

Схемы подключения сетевых адаптеров к каналу на основе экранированных пар и коаксиального кабеля приведены на рис. 6.5, а и б соответственно. На концах сегментов витой пары и коаксиального кабеля устанавливаются схемы согласования, состоящие из резисторов. Подключение адаптеров производится через механический разъем, от которого отводится к адаптеру сегмент кабеля ограниченной длины - обычно до 10-20 м.

Волоконно-оптический канал (рис. 6.6) строится из сегментов, соединяющих соседние адаптеры (системы). Для передачи данных в каждом направлении используется самостоятельная линия. Сегмент линии состоит из передатчика ПД, формирующего электрические сигналы с требуемыми временными и электрическими параметрами, светодиода Сд, преобразующего электрические сигналы в световые, волоконно-оптической линии, по которой передаются световые сигналы, фотодиода Фд; воспринимающего световые сигналы и преобразующего их в электрические, и приемника Пр, формирующего сигналы с заданными временными и электрическими параметрами. Адаптеры подключаются к приемникам и передатчикам и транслируют электрические сигналы в следующие сегменты волоконно-оптического канала. Волоконно-оптические линии сопрягаются с приемопередатчиками, фото- и светодиодами через оптические разъемы ОР.

К сигналам, используемым для передачи данных по каналу предъявляются следующие основные требования: помехозащищенность, обеспечение синхронизации приема и передачи данных, максимальной пропускной способности канала и минимальных затрат оборудования в передатчиках, приемниках в канале. Помехозащищенность сигнала проявляется в возможности выделения данных, переносимых сигналом, при наличии помех. Синхронизация обеспечивает различимость битов, передаваемых по каналу. Это означает, что каждый бит представляется сигналом в таком виде, что возможно лишь однозначное его восприятие приемниками, т. е. сигнал, относящийся к одному биту, не может быть пропущен или интерпретирован в виде двух и более бит .данных. Для увеличения пропускной способности и уменьшения затрат оборудования стремятся использовать сигналы минимальной длительности и по возможности более простой формы.

На рис. 6.7 представлены примеры сигналов, используемых для передачи данных в каналах ЛВС. Синхронизация процессов приема и передачи данных наиболее просто реализуется при использовании в моноканале четырехпроводной линии связи. Одна пара проводов служит для

передачи синхросигналов, следующих с периодом т, а другая - для передачи единичных значений сигналов (рис. 6.7, а). Наличие на одной линии сигнала 1 при отсутствии сигнала на другой воспринимается приемником как 0. Наличие на каждой линия сигнала I воспринимается как 1. Другой порядок использования, линий в моноканале иллюстрируется рис. 6.7, b. Здесь одна линия используется для передачи сигналов 1, а другая - для передачи сигналов 0. Наличие в одном такте т двух сигналов 1 свидетельствует об ошибке в моноканале. В четырехпроводных моноканалах, как правило, используются в качестве передающей среды витые пары с общим или разделенным экраном.

Волоконно-оптическая

ОР

Рис. 6.6. Волоконно-оптический канал.

а)

б)

в)

г)

Рис. 6.7. Сигналы в каналах ЛВС

Для уменьшения затрат оборудования в передающей среде каналы строятся по однолинейной схеме - на основе одной витой пары, коаксиального кабеля или волоконно-оптической линии. При использовании электрических сигналов передача единичных и нулевых значений битов может производиться разнополярными сигналами. На рис. 6.7, в значение 1 передается импульсом положительной полярности, а значение G-импульсом отрицательной полярности. При этом биты данных представляются отдельными сигналами, которые синхронизируют процесс передачи данных. Для передачи данных по однолинейному моноканалу однополярными сигналами используется самосинхронизирующийся, так называемый манчестерский код, идеализированная форма сигналов