书城工业技术制造业信息化工程原理和案例
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第16章 企业信息的传输(5)

(4)窗口

为了减少应答次数,提高传输效率,在面向数据位型的传输控制规程中引入了窗口机制和捎带应答。传输窗口是通信双方同意在同一条链路上连续使用的信号帧序号集;窗口规模由通信双方协商确定,在同一条链路上可连续发送、且未被认可的信息帧个数。HDLC规程采用3位表示发/收帧的序号,同时约定缺省的窗口规模为7,即任一方可以最多连续发送7帧而无需对方确认。HDLC规程还规定,对其中某一帧的确认,意味着该帧之前的所有帧均被确认。捎带应答允许在反向传输的I帧中附带确认信息,捎带应答的实现依赖于帧中的P/F、Ns、Nr字段。

(5)数据交换过程

HDLC规程的数据交换包含3个阶段:建立数据链路、传输信息帧和拆除链路。建立数据链路包括置初始化模式和置响应模式。传输信息帧是指通信双方通过交换I帧和S帧,完成双方的应用数据交换。一方可以一次发送多个I帧。I帧中可以捎带对对方I帧的确认信息(通过Nr),也可以要求对方对I帧确认(通过P位),而对某一帧的确认隐含着对此以前的所有帧的确认。任意一方在发送完数据后,均可用DISC命令要求拆除(释放)链路。若对方同意,则用UA命令响应,否则对方可以继续进行其他动作。

3.5.4多路复用和集中传输

为了充分利用通信线路,尽可能地让更多的用户传输较多的信息,常采用多路复用和集中传输技术。

(1)多路复用

在数据通信过程中,传输媒体的能力往往超过传输单一信息的需求,为了充分利用信道,引入了多路复用的概念。多路复用的目的是使多路信号共用一个信道,或者将多路信号组合在一条物理信道上传输,以充分利用信道容量。多路复用分为频分多路复用和时分多路复用两种。

a.频分多路复用(FDM)

当物理信道的可用带宽超过单个原始信号的带宽时,将物理信道的总带宽分割成若干个与被传输信号带宽相同的子信道,并利用每个子信道传输一路信号。

为了达到这一目的,频分复用之前,需要利用载波调制技术实现原始信号的频谱迁移,使多路信号在物理信道带宽允许的范围内,保证频谱上不重叠,从而共用一个信道。为了防止多路信号之间的相互干扰,使用隔离频带来隔离每个子信道。

b.时分多路复用(TDM)

073企业信息的传输

当物理信道可支持的数据位传输速率超过单个原始信号的数据传输速率时,可以将该物理信道划分成若干时间片,并将各时间片轮流分配给多路信号,使它们在时间上不重叠。时间片的宽度可以容纳1位、1字节,或者更多信息。

(2)集中传输

集中传输是对多路复用技术的进一步提高和改进。在多路复用中,各子信道(子频段或者子时间片)被静态地分配给多路信号传输,接收方的分离可以直接通过识别固定子频段或者时间片来进行,数据传输时无需附带其他的区分信息,但是要求同时接入的信号路数固定。由于实用中信号的传输往往是间断的,因此,在某个时刻子信道仍会出现空闲状态,这些空闲子信道还可以进一步被利用。

集中传输的思想是动态按需分配子信道。此时为了便于多路信号的区分,各路信号之前应当附带地址信息。

集中传输能够增加附接站点。为了保证集中传输的实现,要求缓冲存储能力的支持,以解决瞬时输入之和超过额定输出速率的问题。由于集中传输过程中各个站点的信号均为独立传送,所以又常称之为异步时分多路复用(ATDM)技术或统计多路复用技术。前面提到的异步传输模式(ATM),实质上就是采用了集中传输的原理。

3.5.5数据交换

为了实现设备之间的数据交换,理想的办法是在设备之间直接通过某种传输媒体作物理连接。但是,由于铺设物理线路的费用昂贵,很多情况下无法实现。常用的办法是通过由许多中间结点组成的网络将数据从数据源传送到目的地。中间结点并不关心被传输的数据内容,仅执行交换的动作,所以常被称为交换设备,整个数据传输过程被称为数据交换过程。为了区分中间交换设备结点和终端设备结点,通常称中间交换设备为结点,而把终端设备称为站点。数据交换有3种方式:

线路方式、报文方式和分组方式。

(1)线路交换

线路交换又称电路交换,是计算机通信最早采用的交换方式。工作过程类似于电话系统,需要用物理线路把通信设备连接起来。电路交换的过程包括建立线路、数据传输和释放线路3个阶段。建立线路的过程也称接续过程,呼叫方的站点向响应方站点发送一个请求,该请求将通过中间结点传送到终点。如果某个中间结点没有空闲的物理线路可以使用,整个链路就无法建立。仅当整个链路被建立,才能进入数据传输阶段。线路一旦被分配,即使某时刻线路上并没有数据传输,它在未释放之前不能再被其他站点使用。数据传输是双向的,既可以传送数字信息,又可以传送模拟信息。释放线路可以由任意一方发起,释放请求经中间结点传送到对方。线路被释放后,进入空闲状态,可供其他站点通信使用。线路交换最大的特点是独占性,但是线路利用率较低。另一个特点是实时性好,但要求收发双方自动进行速率匹配。

(2)报文交换

报文交换有时被称为存储-转发报文交换。作为对线路交换技术的改进,中间结点由计算机承担,并充分利用计算机的存储能力,用户信息可以暂时保存在中间结点上。由于这一特点,报文交换无需专用的线路支持。如果一个站点希望发送一个报文,它将接收站点的地址附加在报文上,然后把报文传递给网络的结点,结点会暂存报文,根据地址确定输出端口和线路,排队等待线路空闲时再转发给下一站点,直到终点。报文交换的特点是线路利用率较高,支持多点传输或者广播传输,不需要线路建立的过程,而且可以利用计算机的处理能力提供其他服务,例如数据格式转换等。但是,由于需要排队,所以实时性不太好。此外,数据的存储和管理也有一定的难度。

(3)分组交换

分组交换技术是目前应用最广泛的交换技术,它结合了线路交换和报文交换两者的优点,而使其性能达到最优。原理上,分组交换类似于报文交换,只是它规定了交换设备处理和传输的数据长度(称之为分组)。网络以分组为单位支持站点之间的信息传输。不同站点的分组可以交织在同一链路上传输。分组交换的优点是提高了线路的利用率,同时也提高了短小用户信息的响应速度,可以支持实时处理。分组交换实现的关键是选择分组长度。分组越小,冗余量所占的比例越大,最终将影响数据的传输效率;如果分组加大,数据传输出错的概率也加大,一方面会增加重传的次数,另一方面也会增加中转等待时间。经统计分析,分组的长度与传输线路的质量和传输速度有关,对于一般的线路质量和较低的传输速度,分组长度拟选择为100字节~200字节;对于较好的线路和较高的传输速度,分组长度可以增加到1000字节左右。对应于报文交换和线路交换,分组交换技术常采用数据报和虚电路两种方法来管理被传输的分组流。数据报较适合站点之间少量数据的传输;虚电路的方式较适合站点之间大批量的数据传输。

3.6小结

信息传输是企业信息化工程必须面对的另一个重大问题,是企业信息集成的基础。信息传输的基本要求是:可靠、准确、及时、安全、保密。利用网络传输信息是最有发展前途的方法。本章重点讨论了与网络传输信息有关的问题,主要包括传输技术、物理设备、拓扑结构和数据格式等。在选择合适的信息传输方案时,除了考虑上面提到的5个基本要求外,信息传输的速度和投资的费用始终是一对矛盾。企业信息化工程建设中应该根据发展的要求处理好这一对矛盾。一般说来,选择传输媒体要把眼光放长远一些,选择传输设备则以满足当前需求为主,同时兼顾以后如何升级的问题。网络系统的设计应该建立在企业信息化工程总体规划的基础上,根据工程的发展逐步建设到位。

在信息社会中,企业的管理主要通过信息管理和信息处理来实现。如第2章所述,企业的信息按其来源可以分为4类:现场信息、管理信息、工程信息和社会信息。本章在讨论信息化和企业管理的关系后,再按照信息的不同来源讨论与企业信息的管理和处理有关的技术问题。其中社会信息处理的情况特殊,将在第6章讨论。