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IEEE802、MAP和Fieldbus

hylotus  发表于 2009/9/22 13:01:49      1164 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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 1973年,麻省理工学院的Robert Metcalfe写了一篇博士论文,论述了他对局域网的研究。此后Metcalfe转到Xerox公司,和David Boggs等人一起,根据他的思想实现了以太网(Ethernet LAN)。以太网很快为好多公司所采用,Intel公司还专门为它研制了一个单片控制器.以太网很快就成为”既成事实”的局域网标准。

    此后不久,人们觉得局域网应当有一个正式的标准,于是成立了一个由IEEE赞助的小组来起草这一标准.很多人应邀参加这一工作,其中有些人来自General Motors(GM),该公司一直密切注视着局域网的发展。

    为了与日本汽车公司竞争,GM想建立一个网络来连接它所有的办公室、工厂、代理商和原料供应商。它的想法是:无论顾客从世界上何处订购汽车,代理商的计算机将立即把定货单发给GM,然后GM向原料供应商订购必需的钢材、玻璃和其它原材料。
    GM网络的一个重要部分是工厂自动化,所有在装配线上工作的机器人都都连接在局域网上。不管机器人是否就绪.装配线上的汽车始终以一固定的速度向前移动。因此GM感到预知局域网的网内最长传输时间的上限是十分关键的,而以太网没有这一特性。
    以太网工作时让所有机器都收听电缆上的信息。如果电缆空闲,任何机器都可以发送。如果两台机器同时发送则产生冲突,此时双方都停止发送,等待一段随机的时间后再试。从理论上讲,一台机器要发送信息而不得不等待的时间上限是不存在的。GM则希望一种叫作令牌总线(token bus)的局域网,各台机器轮流、循环发送,于是可得到一个确定的最差情况特性,而不是一个统计特性。

    与此同时,IBM宣布采用了第三种局部网:令牌环(token ring)作为它的标准。该令牌环的原型是IBM的苏黎士实验室的系统。IBM选择这一设计是由于令牌环的高可靠性、服务能力及其它一些技术特点。

    在很短的时间内,IEEE委员会收到了三个建议。一个来自DEC、Xerox、Intel和热衷于办公室自动化的人们;一个来自GM及其支持者和那些关心工厂自动化的人们;还有一个来自IBM和其他很多支持者。但每个建议都缺乏通过一个标准的必要的多数。最后,干脆三个标准全部通过,名曰:三个标准总比没有标准强。这就是IEEE802.3(基于以太网)、802.4(令牌总线)、802.5(令牌环)。(这种情形在制定现场总线欧洲标准和IEC标准时再次出现)
    GM和其它关心工厂自动化的公司清楚地意识到.为了避免进一步的不兼容,需要在OSI的每一层中选用特定的协议。结果,产生了使用令牌总线的MAP(工业自动化协议),该协议很快就为工业界的很多公司所采纳。
    差不多在同一时期,波音公司对有关办公室自动化的标准发生了兴趣。波音认为以太网比令牌总线好。因为该公司的应用场合没有实时要求(被音747飞机不用沿着装配线转动),而且该公司已经安装了大量的以太网。波音最后为办公室自动化开发了一组协议,称为TOP(技术和办公室协议)。这些协议也被其它很多公司用于办公室自动化。虽然MAP和TOP在下面几层不同,然而GM和波音密切合作,确保它们在中层和上层将完全兼容。
    MAP对现场总线的发展有重要的影响,看到MAP在美国启动后,欧洲的一些公司觉得欧洲自己也应该做些什么,一些现场总线标准被相继提出,其中PROFIBUS采用了和MAP非常类似的机制。MAP任务组认为实时网络只能有三层:物理层、数据链路层和应用层。后来的现场总线标准基本上都遵循了这一结构。
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