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延时特性

现场总线的出现适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向

延时特性是指现场总线的出现适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向；但是现场总线技术在其发展过程中存在许多不足，由于以太网在MAC（MediaAccessControl）层采用CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）的媒体访问机制，各节点采用P-坚持二进制指数后退算法处理冲突，因此具有通信延时不确定的缺陷。

研究方法
针对目前应用最广泛的以太网技术，通过分析其MAC子层的CSMA/CD协议模型，考虑实际各节点的之间的差异性，建立相应的数学模型，并对其进行了数学分析。
协议模型
由于ISO/OSI对通信协议模型底三层的网络拓扑、传输介质、MAC方式等都已有明确的定义，因此网络控制系统参照ISO/OSI模型，结合实际控制系统的需要进行了一定的简化。
从信息发送数据到信息接收之间的全部通信延时，称为端到端的通信延时。主要包括下面几个因素：①排队延时：从信息进入排队队列，到此信息获取通信网络所需的时间。②发送延时：从信息的第一个字节开始发送到信息最后一个字节发送结束所需的时间。③传输延时：信息在现场设备间传输所需的时间。
一般而言，随不同的MAC子层协议变化较大，各网络控制系统的时间延时也主要表现在MAC子层的排队延时上，而其他的延时时间由网络本身的硬件和软件决定，其值为确定的。因此分析出影响排队延时的因素，通过减小必将有利于提高整个网络控制系统的传输性能。
数学模型分析
由于信道的传输延时，所以CSMA/CD方式仍然存在冲突的可能。在一次冲突之后，时间被分成离散得时槽，其长度等于最差情况下在以太介质上往返传播所需要的时间。为了达到以太介质所允许的最长路径，时槽的长度被设置为512位时间，即。若tn时刻A节点检测到信道空闲发送数据，但是要经过一个信道传输延时τ才能被B节点检测到，所以B节点在t1时刻完全可能因为检测不到信道载波而发送数据。这种情况冲突就必然产生了，也就产生了争用期，即排队延时。分析整个冲突过程就可以导出争用期的大小。
应用领域
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