333

2

УДК 62-192:52

Протоколы цифровой связи: Методические указания для самостоятельной

работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 – Автоматизация

технологических процессов и производств, 09.03.02 – Информационные

системы и технологии / А.А. Грибанов; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ

ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 8 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Афоничев Д.Н.

3

1. Введение

Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» предусмотрено изучение курса «Протоколы цифровой связи».

В результате освоения дисциплины студент должен:

–знать: классификацию сетей связи, методы коммутации, основные системы передачи информационных сигналов; эталонную модель взаимодействия открытых систем; протоколы связи в АСУ ТП; основные типы трафика;

–уметь: ориентироваться в современной терминологии сетей связи; проводить общий анализ принципов построения сетей связи и протоколов передачи информации; выбирать и использовать оборудование для формирования и развития сетей в зависимости от протоколов цифровой связи; обоснованно выбирать современные каналы связи;

–владеть: знаниями навигационных программ.

2.Общие указания

Методические указания предназначены для бакалавров 4-го курса (8-й семестр) очного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Объем дисциплины и виды учебной работы

4

Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.

Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к зачету.

Лабораторные занятия посвящены изучению современных промышленных протоколов передачи данных.

3. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. ОРГАНИЗАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ Общие принципы компьютерной телекоммуникации. Основные понятия и термины. Классификация модемов. Устройство и возможности современных

модемов. Схема подключения модема к компьютеру и телефонной линии. Интерфейсы модемов. Цепи и назначение сигналов интерфейса RS-232. Модемные протоколы и стандарты. Виды протоколов. Протоколы взаимодействия и модуляции. Необходимость коррекции и сжатия данных в модемах. Протоколы коррекции и сжатия данных. Примеры протоколов коррекции и сжатия данных.

Раздел 2. БАЗОВАЯ ЭТАЛОННАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

Виды коммутации пакетов. Эталонная модель взаимодействия открытых систем. Протоколы канального и физического уровней. Классические технологии (PPP, X.25, Frame Relay). Семейство технологий Ethernet.

Протоколы сетевого уровня (IP, протоколы маршрутизации). Протоколы транспортного уровня. Классические протоколы прикладного уровня. Протокол динамической маршрутизации OSPF.

Раздел 3. ПРОТОКОЛЫ СВЯЗИ В АСУТП

Коммуникационный протокол Modbus/RS-485 (EIA-485). Цифровой промышленный протокол передачи данных HART. Международный стандарт организации обмена данными между программируемыми контроллерами и системами человеко-машинного интерфейса Industrial Ethernet (IEEE 802- 3/IEEE 802.11). Промышленный стандарт передачи данных FOUNDATION Fieldbus. Сеть полевого уровня PROFIBUS. международный стандарт организации связи с датчиками и приводами AS-Interface. Промышленный стандарт передачи данных PROFINET.

5

4. Лабораторные занятия

Перечень лабораторных работ по курсу для студентов очного обучения представлен в табл.2.

Таблица 2 – Перечень лабораторных работ

Часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение бакалавров. Темы этой работы представлены в табл.3.

Таблица 3 – Перечень вопросов, выносимых на самостоятельное изучение

Контроль самостоятельной работы бакалавров осуществляется преподавателем. Контроль качества освоения дисциплины проводится посредством текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся. Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний бакалавра.

После прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных работ бакалавр допускается к сдаче экзамена. Контрольные вопросы к экзамену для бакалавров очного обучения приведены ниже.

6

6.Контрольные вопросы

1.Общие принципы компьютерной телекоммуникации. Основные понятия

итермины.

2.Классификация модемов. Устройство и возможности современных модемов.

3.Интерфейсы модемов.

4.Цепи и назначение сигналов интерфейса RS-232. Модемные протоколы и стандарты.

5.Виды протоколов. Протоколы взаимодействия и модуляции.

6.Необходимость коррекции и сжатия данных в модемах. Протоколы коррекции и сжатия данных.

7.Примеры протоколов коррекции и сжатия данных.

8.Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

9.Протоколы канального и физического уровней.

10.Семейство технологий Ethernet.

11.Протоколы сетевого уровня (IP, протоколы маршрутизации). 12.Протоколы транспортного уровня.

13.Классические протоколы прикладного уровня.

14.Коммуникационный протокол Modbus/RS-485 (EIA-485). 15.Цифровой промышленный протокол передачи данных HART.

16.Международный стандарт организации обмена данными между программируемыми контроллерами и системами человеко-машинного интерфейса Industrial Ethernet (IEEE 802-3/IEEE 802.11).

17.Промышленный стандарт передачи данных FOUNDATION Fieldbus.

18.Сеть полевого уровня PROFIBUS.

19.Международный стандарт организации связи с датчиками и приводами

AS-Interface.

20.Промышленный стандарт передачи данных PROFINET.

Библиографический список

Основная литература

1.Дятлова, Е.П. Структура и принцип работы вычислительных сетей АСУ [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Е.П. Дятлова, А.И. Новиков. – СПб.: СПбГТУРП, 2009 // ЭБС Единое окно доступа к образовательным ресурсам. – Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/121/76121. –

Загл. с экрана.

7

Дополнительная литература

2.Головин, Ю. А. Информационные сети [Текст] : доп. УМОпо унив. политехн. образованию в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по направлению подгот. "Информ. системы" / Ю. А. Головин, А. А. Суконщиков, С. А. Яковлев ; Ю. А. Головин, А. А. Суконщиков, С. А. Яковлев. – М. : Академия, 2011. – 384 с.

3.Коннов, Н. Н. Анализ сетевых протоколов: лабораторный практикум по курсу "Сети ЭВМ и телекоммуникации" / Н.Н. Коннов, В.Б. Механов. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2010. – Ч. 1. – 68 с. // ЭБС Единое окно доступа к образовательным ресурсам. – Режим доступа: http://window.edu.ru/979/74979.

8

Грибанов Андрей Анатольевич

Протоколы цифровой связи

Методические указания для самостоятельной работы по направлению

подготовки бакалавра 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и

производств» для очной формы обучения

Редактор С.Ю. Крохотина

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»