《现代铁路远程控制系统(第2版)》2-1-(1)-网络的拓扑结构.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,铁道信号远程控制,0,1,课程内容,01,概述,02,远动系统技术基础,03,调度集中（,CTC,）系统及其应用,04,铁路列车调度指挥系统（,TDCS,）,05,铁路信号微机监测及其实用系统,2,本章内容,远动系统技术基础,远动系统的网络结构,远动系统的信息传输,差错控制与电码结构,铁路专用全球移动通信系统,GSM-R,通信网络的主要硬件设备,远动系统的网络体系结构,通信总线和现场总线,远动系统的可靠性与避错、容错技术,网络安全和数据安全传输技术,3,2.1,远动系统的网络结构,控制端设备、执行端设备、信道是构成远动系统的三个组成部分。其中关系到远动系统结构的一个重要因素是远动系统信道的网络联系形式，即系统的,网络结构,。,远动系统的网络结构与对象的数量和分布有关。在物理上把分布的对象连接起来有若干形式，这些连接形式就叫做,拓扑结构,或,网络结构,。,(1),网络的拓扑结构,4,2.1,远动系统的网络结构,目前的远动系统中，无论是控制端还是执行端，它们所用的设备均是计算机，因此，远动系统的网络结构实质上也是,计算机网络,的拓扑结构。,网络的拓扑结构有很多种，主要有,星型,结构,、,总线型,结构、,环型,结构,、,树型,结构,和,网状,型,结构等。,5,2.1,远动系统的网络结构,网络,拓扑结构,B,E,C,D,A,树型,网型,环型,星型,总线型,网络的拓扑结构,6,2.1,远动系统的网络结构,B,E,C,D,A,星型,星型拓扑是由中央节点通过点点链路接到中央节点下的各站点组成，又称,集中式控制,，站点间的通信必须通过执行集中式通信控制策略的中央节点进行。,7,2.1,远动系统的网络结构,星型,拓扑结构的,优点,：,站点之间是通过,中央节点,来建立连接的，结构简单，建网容易；,一个站点的故障只会影响本站，而,不会影响,到全网；,这种结构也易于进行故障的诊断和隔离，便于节点的扩展和移动；,网络延迟时间,短,，误码率,低,。,8,2.1,远动系统的网络结构,星型,拓扑结构的,缺点,：,星型结构的通信极大地,依赖,于中央节点，,它的,故障将会对系统产生,致命,的影响,；,中央节点,也是通信速率的,瓶颈,，,对中央节点的可靠性和容量,要求很高,；,通信线路,利用率不高,，网络,共享,能力,较差,；,每个站点都要和中央节点相连，需要耗费大量的电缆，电缆的代价,以,及安装维护等费用相当可观。所以这种网络的规模一般都,不能太大,。,9,2.1,远动系统的网络结构,1,2,3,总线型,总线,拓扑采用单一信道作为传输介质，所有站点通过专门的连接器连到这个,公共,信道（称为总线）上，任何一个站点发送的信号都能被总线上其它站点接收到,。,10,2.1,远动系统的网络结构,总线,拓扑,结构具有,所需电缆长度短,、,布线容易,、,结构简单,、,成本低,以及,易于扩充,等,优点,。,总线,拓扑,结构的,缺点,：,由于所有站点共享一条公用信道，要避免信号的相互碰撞而造成传输失败（冲突,）；,故障检测与维护较困难，而且如果故障发生在总线上，需把有故障的总线段切除，故障的隔离也很困难。,11,2.1,远动系统的网络结构,B,E,C,D,A,环型,环型,拓扑是站点和连接站点的点点链路组成的一个闭合环,，,每个站点,从一条链路上接收数据，然后在另一条链路上发送出去,，,任何,一个站发出的数据，环上所有其它站都能接收到。,12,2.1,远动系统的网络结构,环型,拓扑,结构的,优点,：,所需介质长度短，成本低；,它的链路都是,单方向,性的，可以采用光纤作为传输介质来提高自身的容量和抗干扰能力,。,环型,拓扑,结构的,缺点,：,故障的检测需要在每个站点上进行，,且,诊断也较困难；,环上的数据传输必须通过环上的每一个站点，站点的故障会引起网络的瘫痪,。,13,2.1,远动系统的网络结构,4,3,1,5,2,8,9,6,7,树型,树型,拓扑,中的,树根称为头端，树根下有多个,分支,，每个分支可以有,子分支,，树叶是站点。当站点发送数据时,、,由根接收信号，然后再重新广播发送到全网。,14,2.1,远动系统的网络结构,树型,拓扑的许多特点和星型拓扑类似，但树型拓扑的故障隔离比较容易，只需将有故障分支同整个系统隔离开来即可，其通信线路短，成本较低，寻找路径方便。由于树型结构对,根,的依赖性很大，因而对根的,可靠性,要求很高。树型拓扑具有良好的扩充性和可靠性，利于,分布式,控制。,15,2.1,远动系统的网络结构,B,E,C,D,A,网型,网型,拓扑,结构,是由站点和连接站点的点点链路组成，每个站点都有一条或几条链路同其它站点相连。网型拓扑通常用于,广域网,中。,16,2.1,远动系统的网络结构,网型,拓扑的特点：,每两个站点之间有,专有,链路负责数据传输，不存在共享链路中的交通量问题,；,一条线路的故障不影响其他线路的通信，整个网络不会瘫痪，因而具有,健壮性,；,17,2.1,远动系统的网络结构,所有的消息都是,专用线路,传送的，只有预期的接收者才能接收到该信息,；,由于站点之间存在多条路径，在传输数据时就可以选择较为空闲的路由或绕开故障点，因而网络资源可以得到,充分合理的利用,，同时，单个站点或线路的故障对网络影响也比较小，,网络可靠性高,。,18,2.1,远动系统的网络结构,以上简要介绍了几种典型的网络拓扑结构，,在,实际使用,中，根据对象的,具体,分布情况，采用的网络结构将是对各基本结构进行,变形或综合,而得到的，最终形成的网络称为,混合拓扑结构,，它与任何标准拓扑结构都,不相同,。,19,2.1,远动系统的网络结构,选,择,拓,扑,结,构,应,该,考,虑,的,因,素,可靠性,灵活性,响应时间,吞吐量,经济性,20,2.1,远动系统的网络结构,选择拓扑,结构,时一般要考虑以下几个因素：,可靠性,：,可靠性是网络的生命，尽可能,的,提高可靠性，以保证所有数据流能准确接收,，而且,还要考虑系统的可维护性，使故障检测和故障隔离较为方便,；,费用,：,建网时需考虑适合的信道费用和安装费用,；,21,2.1,远动系统的网络结构,灵活性,：,需考虑系统在今后扩展或改动时,，,能容易地重新配置网络拓扑结构,，,能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入,；,响应时间和吞吐量,：,要为用户提供尽可能短的响应时间和最大的吞吐量,。,总之，选网络拓扑结构时，要,考虑,很多因素,，,它们,影响着网络的运行速度和网络软硬件接口的复杂程度。,Thank You for Your Attention,