船舶駕駛自動化

[拼音]：jubuquyuwang

[英文]：local area network

通訊範圍較小的計算機網或資料通訊網。典型範圍是一座辦公樓、一個倉庫或一所學校，使用低誤位元速率物理通道，資料傳輸率一般在1兆位元/秒以上。區域性區域網能夠為使用者提供的服務包括資料庫和集中式檔案存取、報文處理和電子郵政、批量和實時屏面資訊傳輸等，適用於辦公室自動化、分散式控制、分散式資料處理等環境。自60年代後期以來，隨著計算機硬體價格迅速下降，特別是微處理器和各種智慧裝置的發展，出現了將計算功能分散的趨向，從而產生了對區域性區域網的廣泛需要。80年代，區域性區域網已作為商品出售，並已提出一些有關區域性區域網的標準建議。

結構

區域性區域網和廣域計算機網一樣採用分層的體系結構，網路結點的功能典型地分為物理層、資料鏈路層，以及網路層、轉送層、會晤層、表示層、應用層。網路結點之間通過物理通道（傳輸媒質）互相連線。為適應區域性區域應用的特點，資料鏈路層再分為邏輯鏈路控制子層和媒質訪問控制子層。邏輯鏈路控制子層採用一般計算機網的資料鏈路控制規程，如高階資料鏈路控制(HDLL)規程，但修改了幀標誌，增加了地址域，並將幀校驗功能移至媒質訪問控制子層等。媒質訪問控制子層負責分配共享物理通道的訪問權。

區域性區域物理通道採用高抗干擾媒質，如同軸電纜和光導纖維和雙絞線或微波線路。在資料傳輸率高達 1兆位元/秒以上的情況下，一般將時鐘訊號與資料一起編碼，並常用調相制和改進的調頻制編碼。調相制亦稱曼徹斯特編碼，用碼元中心由低到高跳變表示“1”，由高到低跳變表示“0”;當連續出現兩個“1”或兩個“0”時，在碼元邊界處也跳變一次。改進的調頻制亦稱密勒編碼，“1”碼元中心處要反相；“0”碼元中心則不反相，但連續出現兩個“0”時在碼元邊界處反相一次。

區域性區域網的佈局通常為匯流排形、環形、星形和樹形。物理通道總長度比較短，一般連線有幾十至幾百個屬於同一組織的工作站（網路結點）。它的網路安全性好，通訊費用較低。一個區域性區域網內部可以包含若干個互連的子網，通常它又與外部的廣域計算機網連線。

媒質訪問控制方法

匯流排形區域性區域網採用廣播式物理通道，各結點共享通道的控制方法有集中式控制和分散式控制兩類。按集中式控制方法，網路中存在一個主控結點(主站N0)，由它選擇使用通道的次站（主控結點以外的其餘結點），常用鏈式、查詢和獨立請求等選擇法。鏈式選擇法適用於並行傳輸通道，專有一選擇訊號線鏈式地穿過每一結點，選擇訊號（電平或脈衝）傳至某一結點（Ni）時，若Ni有資料傳送，則將另一條各結點公用的“忙”線置忙態。當Ni使用完通道後把“忙”線恢復為閒態，並將選擇訊號傳至下一結點(Ni+1)。查詢選擇法適用於序列傳輸通道，N0通過發“查詢序列”選擇Ni，Ni或者回答“無通訊量”;或者向通道傳送資料報文，接收報文的不限於N0而可能是任何網路結點。各結點被查詢的次序和頻率是可變的，由N0中的查詢表控制。獨立請求選擇法讓希望使用通道的Ni主動向N0發請求，N0根據這些請求的優先順序排序，然後有選必中地選擇有關結點。上述三種選擇法也適用於分散式控制方法。

按分散式控制方法各網路結點處於平等地位，在一定限制之下可以獨立、隨機地向廣播式通道傳送報文。分散式控制方法包括非分片式和分片式兩類。非分片式方法包括完全隨機式及其各種改進方法。按完全隨機式控制方法，每個結點可完全獨立而隨機地使用通道，一旦出現使用衝突，與衝突有關結點各自延遲一段時間後重發，延遲時間值分別取一偽隨機數。為了減少衝突，各結點在傳送前先監測通道狀態，只有當通道空閒時才傳送，但仍有可能發生衝突。如果在傳送時也監測通道，一旦檢測到衝突，便及時中止衝突報文的傳送，則可進一步提高通道利用率。上述經改進的隨機式控制方法即是“載波監測多站訪問-衝突檢測”(CSMA/CD)方法。

分片式控制方法是將通道傳輸時間分為定長的時間片。在第i個時間片內各結點到達的報文均在第i+1時間片定時出現時開始傳送，使可能出現的衝突報文完全重疊，減少衝突機會。採用適當的衝突報文重發控制方法，可以進一步提高通道利用率，例如，在一次衝突解決以前，可以禁止與此次衝突無關的結點發送，並且按樹形規則分解衝突，即在時間片i發生衝突的各結點各自等概率地選擇時間片i+1或i+2進行重發，把一個大重發組結點分解為兩個小重發組結點（相當於一樹分左右兩支），再按先左後右(或相反)原則繼續分解每一小重發組，直至衝突完全分解。

這種分片隨機式控制方法存在著時間片爭用現象，分片預約式控制方法能保證通道使用避免衝突，如採用時分複用方法固定分配各結點使用通道的時間片；或先用一個測試時間片測試當前各結點使用通道的請求，然後動態地把時間片分配給有關請求結點。當廣播式通道負荷輕時，隨機方式有利於使報文傳輸延遲減小；當負荷重時，預約方式有利於充分利用通道。因此，還可以將這兩種方式結合，使分散式控制方式動態地與通道負荷相適應。

區域性區域網常用的另一類媒質訪問控制方法是通訊證傳遞方式，它主要適用於環形區域性區域網，也可以應用於匯流排形或其他拓撲結構的區域性區域網。“通訊證”是一特定的位元串（如11111111），它沿環路（在匯流排形或其他拓撲結構的區域性區域網指邏輯環路）逐站（結點）傳遞。若i站需要使用環路，則將通訊證取下，先向環路傳送一個“暫停證”（如11111110），通知其他各站暫停，然後傳送資料報文。當i站發給j站的資料報文到達j站時，j站除了收下資料報文外，並在資料報文中的應答域給出確認或否認應答。i站回收到繞環一週的資料報文時，根據其應答域狀態決定是否重發。待i站使用完環路後再將通訊證傳遞給i+1站。如果i+1站無資料報文傳送，則將通訊證繼續往下傳遞。通訊證傳遞方式的變型有“報文包”方式。“報文包”像列車執行在一條環路上一樣，各站需要傳送的資料待空報文包途經本站時裝入；報文包經過目的站時卸下資料。報文包變為空包後則供其他站再度使用。還可將隨機方式與通訊證傳遞方式結合，在環路負荷輕時按隨機方式工作，環路負荷重時則按通訊證方式工作，綜合兩者的優點。

一般說，採用通訊證傳遞方式的區域性區域網有一定的最大傳輸延遲和較高的通道利用率，比較適宜於實時應用。採取將失效站旁路或雙環路等方法，可以改進環形區域性區域網可靠性差的缺點。