文獻(xiàn)調(diào)研報(bào)告模板

1、安全關(guān)鍵系統(tǒng)通信協(xié)議調(diào)研報(bào)告（2015.4.12)1調(diào)研題目安全關(guān)鍵系統(tǒng)通信協(xié)議的建模與分析2任務(wù)說(shuō)明1）查閱國(guó)外的相關(guān)文獻(xiàn)；2）補(bǔ)充通信協(xié)議中的具體網(wǎng)絡(luò);3）閱讀標(biāo)準(zhǔn)EN50159;3關(guān)鍵字檢索詞：CBTC;安全關(guān)鍵系統(tǒng)；安全通信協(xié)議；EN50159;safetycommunicationprotocol檢索策略：無(wú)線*通信；總線*通信；以太網(wǎng)*通信；CBTC*communicationprotocol;safety*protocol;4檢索范圍中國(guó)知網(wǎng)百度webofscience(SCIE)IEEESpringerLINKELSEVIERScienceDirect(SDOL)verific

2、ation/test/model/simulation/design/analysis*(safety)communicationprotocol;在不同關(guān)鍵詞組合下，檢索范圍內(nèi)，近三年的文獻(xiàn)總數(shù)5主要的檢索文獻(xiàn)1BSEN50159RailwayapplicationsCommunication,signalingandprocessingsystems-Safety-relatedcommunicationintransmissionsystemsS.2安全通信與安全通信標(biāo)準(zhǔn)EN50159J.鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2014.3 Performanceevaluationandverifica

3、tionofcommunicationprotocolforrailwaysignalingsystemsJ.ComputerStandards&Interfaces,2005.4 VerificationandconformancetestgenerationofcommunicationprotocolforrailwaysignalingsystemsJ.ComputerStandards&Interfaces,2007.5 Developmentofverificationandconformancetestingtoolsforarailwaysignalingcom

4、municationprotocolJ.ComputerStandards&Interfaces,2009.4Groupcommunicationonhighways:AnevaluationstudyofgeocastprotocolsandapplicationsJ.AdHocNetworks,2013.6 CompositionalverificationofacommunicationprotocolforaremotelyoperatedaircraftC.ScienceofComputerProgramming,2013.7 Verificationofthesafetyc

5、ommunicationprotocolintraincontrolsystemusingcoloredPetrinetJ.ReliabilityEngineeringandSystemSafety,2012.(國(guó)內(nèi)-陳黎潔)8 SimulationandverificationofRSSP-IIsafetycommunicationprotocolC.2012SecondInternationalConferenceonBusinessComputingandGlobalInformation,2012.（國(guó)內(nèi)-許孟華）9Formalverificationofsafetyprotocoli

6、ntraincontrolsystemJ.TechnologicalSciences,2011（國(guó)內(nèi)-北交團(tuán)隊(duì)）10無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議研究與設(shè)計(jì)D.碩士，大連理工大學(xué)，2006.11安全關(guān)鍵實(shí)時(shí)通信協(xié)議研究D.博士，蘭州大學(xué)，2011.12基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.碩士，電子科技大學(xué)，2009.13基于工業(yè)以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)研究D.碩士，北京交通大學(xué)，2011.6檢索結(jié)果摘要匯總根據(jù)以上檢索范圍與檢索關(guān)鍵詞，其中部分檢索結(jié)果5篇，摘述如下：【篇名】安全通信與安全通信標(biāo)準(zhǔn)EN50159【作者】楊劍【期刊名稱】鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)【年份】2014年2月，第1

7、1卷第1期【摘要】EN50159是歐洲鐵路通信信號(hào)領(lǐng)域信息傳輸系統(tǒng)中安全通信標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)安全通信基本知識(shí)進(jìn)行一般介紹，對(duì)最新版本EN50159:2010標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單解讀，并結(jié)合自身實(shí)踐，對(duì)安全通信協(xié)議軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)進(jìn)行介紹。【篇名】Developmentofverificationandconformancetestingtoolsforarailwaysignalingcommunicationprotocol【作者】Jae-HoLee,Jong-GyuHwang,DuckoShin,Kang-MiLee,Sung-UnKim【期刊名稱】ComputerStandards&In

8、terfaces【年份】2009【摘要】Verificationandconformancetestingforprotocolspecification,thekeypartoftheprotocoldevelopmentprocess,arecomplementarytechnologiesemployedtoincreaseconfidencethatasystemwillfunctionasstatedinitsspecifications.Inthispaper,weverifythesafetyandlivenessoftheprotocolspecifiedfortheLabel

9、edTransitionSystem（LTS）byusingmodel-checkingmethodandimplementingthetestingtool,whichexperimentallydemonstratesthepresenceofdeadlockandreachabilityfromtheinitialstatetoarandomstate.Implementingthetestingtoolcanusemodalmu-calculustoassesswhetherprotocolmodelproperties,presentedbymodallogic,meetprotoc

10、olspecifications.Inaddition,weproposeaconformancetestingtooltocheckcorrectimplementationofsequencesthathavebeenderivedbytheUIOmethodfromthespecificationoftheprotocolbeingverified.ThisgeneratingtoolusestheC+languageintheMicrosoftWindowsNTenvironment.【篇名】Compositionalverificationofacommunicationprotoc

11、olforaremotelyoperatedaircraft【作者】AlwynE.Goodloe,CsarA.Mu?oz【期刊類型】ScienceofComputerProgramming【年份】2013【摘要】Thispaperpresentstheformalspecificationandverificationofacommunicationprotocolbetweenagroundstationandaremotelyoperatedaircraft.Theprotocolcanbeseenastheverticalcompositionofprotocollayers,where

12、eachlayerperformsinputandoutputmessageprocessing,andthehorizontalcompositionofdifferentprocessesconcurrentlyinhabitingthesamelayer,whereeachprocessshouldsatisfyadistinctdeliveryrequirement.Acompositionaltechniqueisusedtoformallyprovethattheprotocolsatisfiestheserequirements.Althoughtheprotocolitself

13、isnotnovel,themethodologyemployedinitsverificationextendsexistingtechniquesbyautomatingthetediousandusuallycumbersomepartoftheproof,therebymakingtheiterativedesignprocessofprotocolsfeasible.【篇名】基于工業(yè)以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)研究【作者】張建斌【學(xué)位類型】碩士【授予單位】北京交通大學(xué)【導(dǎo)師】譚南林【年份】2011【摘要】：傳統(tǒng)以太網(wǎng)通信的非實(shí)時(shí)和非確定性限制了其在列車通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。改變以太網(wǎng)通信驅(qū)動(dòng)和調(diào)度

14、機(jī)制可使之成為適合列車通信的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)。本文深入研究了影響以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性和確定性通信的因素后提出了解決方案，并在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了驗(yàn)證。本文以星型網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)研究了共享式和交換式以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)特性，得出交換式以太網(wǎng)符合列車通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)要求。分析了時(shí)間觸發(fā)架構(gòu)的通信機(jī)制并引入以太網(wǎng)中，分時(shí)復(fù)用的通信方法保證了以太網(wǎng)的通彳t的實(shí)時(shí)性和確定性，在此基礎(chǔ)上提出以太網(wǎng)確定性通信的調(diào)度機(jī)制,并分析計(jì)算了通信網(wǎng)絡(luò)的宏觀調(diào)度周期。為了建立基于時(shí)間觸發(fā)機(jī)制的以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，本文在IEEEI588時(shí)鐘同步協(xié)議基礎(chǔ)上，提出了一種新的從時(shí)鐘時(shí)間補(bǔ)償方法即漸近時(shí)間補(bǔ)償法，解決了直接補(bǔ)償算法的時(shí)間“突變”問(wèn)題，為驗(yàn)證算法的

15、合理性和科學(xué)性，用MATLAB對(duì)時(shí)鐘同步過(guò)程進(jìn)行了建模分析。在以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上研究了以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)可行性設(shè)計(jì)方案。完成了兩類以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)，移植了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和TCP/IP協(xié)議棧，搭建了交換式以太網(wǎng)通信的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了IEEEI588時(shí)鐘同步協(xié)議棧，建立了時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)。最后,為考察通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力和時(shí)鐘同步精度，本文設(shè)計(jì)了通信網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試方案對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的通信性能進(jìn)行了定量分析。【篇名】基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【作者】李蔚【學(xué)位類型】碩士【授予單位】電子科技大學(xué)【導(dǎo)師】童玲【年份】2012【摘要】無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用前景非常廣闊，

16、在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、軍事、侵入監(jiān)測(cè)、軌跡跟蹤、機(jī)器故障等不同應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始顯現(xiàn)出了巨大的潛力。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的通信協(xié)議棧屬于網(wǎng)絡(luò)底層關(guān)鍵技術(shù)之一，是通信系統(tǒng)中不可分割的重要組成部分，是使得傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能夠進(jìn)行交互的關(guān)鍵所在。本文基于ZigBee技術(shù)提出了一種可移植性強(qiáng)、提供良好編程接口的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，其目的是為了降低開(kāi)發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的難度，同時(shí)也可為研究人員研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)效能、改進(jìn)通信協(xié)議提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文設(shè)計(jì)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧具有理論和應(yīng)用上的意義。本文著重介紹了協(xié)議棧的MAC層、網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的MAC層在數(shù)據(jù)服務(wù)上支持直接傳輸與間接

17、傳輸，支持CSMA/CA機(jī)制接入信道布管理上，支持信道的掃描、數(shù)據(jù)請(qǐng)求、關(guān)聯(lián)等功能。網(wǎng)絡(luò)層支持網(wǎng)絡(luò)的建立、加入、離開(kāi)、網(wǎng)絡(luò)地址分配等網(wǎng)絡(luò)管理功能，支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的單播及廣播服務(wù)等數(shù)據(jù)服務(wù)功能。網(wǎng)絡(luò)層的路由管理支持多對(duì)一、分級(jí)路由、最小路由成本等路由策略。本文在以射頻芯片CC2531為核心硬件平臺(tái)上，進(jìn)行了協(xié)議棧的T能指標(biāo)測(cè)試:MAC層主要進(jìn)行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸吞吐量與丟幀率等性能指標(biāo)的測(cè)試；網(wǎng)絡(luò)層主要進(jìn)行自組織網(wǎng)絡(luò)能力、路由算法反應(yīng)能力、端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)時(shí)延及傳輸成功率等性能指標(biāo)的測(cè)試。7調(diào)研結(jié)果分析7.1 國(guó)外相關(guān)研究Developmentofverificationandconformancetest

18、ingtoolsforarailwaysignalingcommunicationprotocolJ.ComputerStandards&Interfaces,2009.論文的主要工作就是采用labeltransitionsystem(LTS)和輸入/輸出有限態(tài)機(jī)(I/OFSM)來(lái)描述了一個(gè)通信協(xié)議，并驗(yàn)證鐵路信號(hào)通信協(xié)議的安全性和活性，驗(yàn)證方法是科算子(mu-calculus)和模型檢測(cè)(modelchecking),這其中的一致性測(cè)試、UIO序列、測(cè)試生成方法都是依據(jù)I/OFSM中層模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。論文中指出協(xié)議驗(yàn)證包括在實(shí)施協(xié)議之前檢查用戶需求與協(xié)議是否匹配，分析協(xié)議規(guī)范是否正確等

19、。Groupcommunicationonhighways:AnevaluationstudyofgeocastprotocolsandapplicationsJ.AdHocNetworks,2013.該論文針對(duì)高速道路交通系統(tǒng)的安全通信需求，提出一種DBAMAC(DynamicBackboneAssistedMAC)協(xié)議，通過(guò)模型分析、仿真學(xué)習(xí)等方法得到信噪比、通信延時(shí)等QoS參數(shù)，并與傳統(tǒng)的geocast協(xié)議相比，仿真結(jié)果證明可以該協(xié)議可以作為高速道路交通系統(tǒng)中的安全通信協(xié)議。Compositionalverificationofacommunicationprotocolforaremo

20、telyoperatedaircraftC.ScienceofComputerProgramming,2013.該論文主要對(duì)遙控飛行系統(tǒng)和地面站之間的安全通信協(xié)議進(jìn)行組合驗(yàn)證，從而對(duì)協(xié)議整體安全性進(jìn)行驗(yàn)證。為了對(duì)通信協(xié)議進(jìn)行安全性驗(yàn)證，首先要對(duì)其進(jìn)行各種規(guī)范和狀態(tài)的定義，這里用到的PVS是一種緊密耦合的規(guī)范語(yǔ)言，也是一種交互式的定理證明器。接著將協(xié)議分為應(yīng)用層、傳輸層、鏈路層和介質(zhì)層，每一層都單獨(dú)執(zhí)行輸入和輸出消息的處理，并且每一層的傳輸過(guò)程都應(yīng)該滿足不同的信息傳輸要求。這里用PVS表示不同層的行為和狀態(tài),從而驗(yàn)證其安全性。7.2 EN50159學(xué)習(xí)該標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)通信協(xié)議的基本框架有規(guī)定，也未

21、對(duì)安全通信協(xié)議的具體內(nèi)涵和要求有規(guī)定。歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CENELEC)制定了網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)安全通信標(biāo)準(zhǔn)EN50159,該標(biāo)準(zhǔn)適用于為了通信使用封閉或開(kāi)放傳輸系統(tǒng)的安全相關(guān)電子系統(tǒng)。為在連接到傳輸系統(tǒng)的安全相關(guān)設(shè)備之間達(dá)成安全相關(guān)的通信，該標(biāo)準(zhǔn)給出了所需的基本要求(并不是專門(mén)針對(duì)安全通信協(xié)議)。早期公布的版本中分為EN50159-1:2001和EN50159-2:2001兩部分。EN50159-1定義了封閉傳輸系統(tǒng)中的安全通信標(biāo)準(zhǔn)，而EN50159-2則定義了開(kāi)放傳輸系統(tǒng)中的安全通信標(biāo)準(zhǔn)。2010年9月的最新版本的EN50159:2010標(biāo)準(zhǔn)中，將兩部分合成一部分，統(tǒng)稱為傳輸系統(tǒng)的安全通信標(biāo)

22、準(zhǔn)。EN50159:2010中對(duì)開(kāi)放傳輸系統(tǒng)的劃分更為詳細(xì)，依據(jù)是否存在未經(jīng)授權(quán)的接入的風(fēng)險(xiǎn)，分為免于此風(fēng)險(xiǎn)的開(kāi)放傳輸系統(tǒng)及承受此風(fēng)險(xiǎn)的開(kāi)放傳輸系統(tǒng)。封閉式傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)為：1）存在已知最大數(shù)量的可連接參與者；2）傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)已知，媒介已知或固定；3）只允許經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的訪問(wèn)。開(kāi)放式傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)為：1）依據(jù)既定流程讀取、存儲(chǔ)、處理或重新傳輸用戶數(shù)據(jù)的元素是用戶未知的；用戶的數(shù)量一般是未知的，安全相關(guān)的和非安全相關(guān)的，以及和鐵路應(yīng)用不相關(guān)的設(shè)備都可連接到該傳輸系統(tǒng)中；2）傳輸介質(zhì)的傳輸特性和磁化率所受外部環(huán)境的影響是未知的；3）網(wǎng)絡(luò)控制和管理系統(tǒng)能夠通過(guò)該傳輸系統(tǒng)兩端的任何一種或多于一種類型的傳

23、輸介質(zhì),按照用戶未知的程序發(fā)送（動(dòng)態(tài)重新發(fā)送）消息；4）未知的其他傳輸系統(tǒng)中的用戶能夠以未知的形式發(fā)送未知量的信息。EN50159-1標(biāo)準(zhǔn)提出了系統(tǒng)為了滿足功能完整性，所應(yīng)該采取的保護(hù)措施和手段。提出了為滿足安全完整性、安全相關(guān)設(shè)備之間通信和通信鏈路所需的安全性、安全，所應(yīng)該滿足的安全要求。該標(biāo)準(zhǔn)還提出對(duì)系統(tǒng)安全代碼的要求。EN50159-2標(biāo)準(zhǔn)中還指出了傳輸系統(tǒng)可能遭受的威脅以及防御措施。標(biāo)準(zhǔn)中建議運(yùn)用序列號(hào)、時(shí)間戳、源地址和目的地址標(biāo)識(shí)、超時(shí)防護(hù)、反饋消息、身份鑒別以及加密技術(shù)，來(lái)防御遇到的威脅。提出了對(duì)傳輸系統(tǒng)的消息防護(hù)要求（包括通用要求、特定防護(hù)等）。在附錄部分，該標(biāo)準(zhǔn)給出了使用安全代

24、碼和加密技術(shù)的注意事項(xiàng)和應(yīng)用建議?？偟脕?lái)說(shuō)，EN50159標(biāo)準(zhǔn)化鐵路信號(hào)安全相關(guān)通信功能與技術(shù)規(guī)范，對(duì)安全相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。EN50159標(biāo)準(zhǔn)制定了系統(tǒng)傳輸過(guò)程中的威脅與防御手段，提出在安全相關(guān)設(shè)備之間進(jìn)行信息交換、消息傳遞的過(guò)程中，需要進(jìn)行安全編碼、安全傳輸以及安全校驗(yàn)等安全相關(guān)通信過(guò)程。安全通信在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，就是將安全編碼與解碼的安全層插入到傳輸層與應(yīng)用層之間。安全設(shè)備之間傳遞的用戶報(bào)文由應(yīng)用層傳遞給安全層進(jìn)行安全編碼，將生成的安全報(bào)文通過(guò)傳輸層傳輸；接收端接收到報(bào)文，也要通過(guò)安全層解碼、校驗(yàn)后過(guò)濾后才被采用。而在EN50159:2010中闡述的安全通信參考架構(gòu)即為在應(yīng)用層與傳輸

25、系統(tǒng)間建立安全層。標(biāo)準(zhǔn)中將傳輸系統(tǒng)帶來(lái)的安全隱患總結(jié)為潛在的報(bào)文錯(cuò)誤，安全層的建立應(yīng)能有效防御報(bào)文錯(cuò)誤，為安全相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸提供保障。具體到安全層采取的安全措施則取決于傳輸系統(tǒng)的類型。用戶數(shù)據(jù)首先經(jīng)安全層處理，生成安全層數(shù)據(jù)報(bào)文后再經(jīng)由傳輸系統(tǒng)發(fā)送。從傳輸系統(tǒng)接收到的信息也先經(jīng)過(guò)安全層過(guò)濾再被采用。從邏輯角度講，安全層對(duì)應(yīng)用層、傳輸系統(tǒng)是透明的，無(wú)論傳輸系統(tǒng)采用何種結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧，安全相關(guān)數(shù)據(jù)都能在安全層的保護(hù)下抵達(dá)目的地。7.3 通信協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)（1）現(xiàn)場(chǎng)總線（fieldbus）現(xiàn)場(chǎng)總線是指現(xiàn)場(chǎng)儀表和數(shù)字控制系統(tǒng)輸入輸出之間的全數(shù)字化、雙向、多站的通訊系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線是將自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)控制器

26、和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表設(shè)備互連的實(shí)時(shí)控制通訊網(wǎng)絡(luò)，遵循ISO的OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型的全部或部分通訊協(xié)議。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出有40多種現(xiàn)場(chǎng)總線，它們分別應(yīng)用在不同的行業(yè)領(lǐng)域。較流行的有5種，分別是FF、Profitbus>HARKCAN和LonWorks。盡管目前有多種可用的現(xiàn)場(chǎng)總線，但其并沒(méi)有被廣泛的應(yīng)用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)中，因其開(kāi)發(fā)過(guò)程中并沒(méi)有融入安全的設(shè)計(jì)理念，而是在實(shí)現(xiàn)完成后，再去推到其設(shè)計(jì)的安全性。作為一種涌現(xiàn)特征，安全性不可能在系統(tǒng)部署之后被添加進(jìn)去，它必須貫穿于系統(tǒng)的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中。因此若要將現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)，應(yīng)將安全管理概念貫穿于協(xié)議設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證過(guò)程中，從過(guò)程中保證與安全

27、標(biāo)準(zhǔn)的兼容性以提高系統(tǒng)的安全置信度。工業(yè)用現(xiàn)場(chǎng)總線的拓?fù)浞绞街饕锌偩€型、星型、環(huán)型、樹(shù)型等，不同的組網(wǎng)方式有各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)。其中星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有的通信節(jié)點(diǎn)都連接在一個(gè)中心設(shè)備上，刪除或移動(dòng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)都比較方便，某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，不會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，中心節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵,要求具有很高的可靠性和安全性。特性現(xiàn)場(chǎng)總線類型FFProfibusHARTCAN應(yīng)用范圉儀表FLC智能變送器汽車樓宇自動(dòng)化、工業(yè)目動(dòng)化等OSI廊各層次12341271271271-7通訊介質(zhì)雙線線、電光纖、無(wú)線等雙線線、光纖電源*線雙紋線雙紋或、電力線、電纜、光纖、無(wú)線等介族訪問(wèn)方式令冏、王從令牌、王從與牌、查詢位仲裁P

28、PCSRLACRC糾錯(cuò)方式CRCCRCCRCCRCCRC通訊速率(Mbps)251.2L211.25最大字節(jié)數(shù)32128151102送優(yōu)先級(jí)有有有有有保密性身份認(rèn)證安全性是是是是是升發(fā)工具有有有(2)工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)誕生后，實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛的用于工業(yè)控制領(lǐng)域，如上面內(nèi)容所示,有40多種不同的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用在不同的行業(yè)領(lǐng)域。與此同時(shí)，工業(yè)以太網(wǎng)成為現(xiàn)場(chǎng)總線研究和應(yīng)用的新熱點(diǎn)，并涌現(xiàn)了大量的工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)通信協(xié)議應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。雖然相比于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，以太網(wǎng)具有普遍性，低成本，高帶寬等特性。但是同時(shí)傳統(tǒng)以太網(wǎng)是一種非確定性、非實(shí)時(shí)性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟淮_定性，無(wú)法滿足安全關(guān)

29、鍵系統(tǒng)信息傳輸對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的高實(shí)時(shí)性和確定性的要求。同時(shí)最初以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)也沒(méi)有考慮到安全關(guān)鍵系統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特殊應(yīng)用環(huán)境，也無(wú)法保證通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。為了滿足實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性要求，同時(shí)降低成本，部分實(shí)時(shí)通信協(xié)議對(duì)OSI參考模型進(jìn)行了優(yōu)化，只剩下物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。在物理層和應(yīng)用層的制定上實(shí)時(shí)通信協(xié)議都比較靈活，而對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層的制定相對(duì)嚴(yán)格，因?yàn)榻橘|(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC層)的特征直接與通信協(xié)議的實(shí)時(shí)能力相關(guān)。目前在實(shí)時(shí)通信協(xié)議中使用的MAC層協(xié)議有基于載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)(CarrierSenseMultipleAeees,簡(jiǎn)稱CSMA)方式，令牌壞/令牌總線，minislotting,和時(shí)分復(fù)用訪問(wèn)(TimeD