PLC网络配置指南：通信方式及其优点

1.直接相连的站点之间通信方式

（1）单工（simplex）通信

单工通信包含的环节如图1-11a所示，有：

信源，也即发送数据的站点，它通过通信接口（发送口），处理通信数据，并把处理后的数据转换成通信信号，发向通信信道（媒体）；

通信，信号在信道（媒体）上传输；

信宿，也即接收数据站点，通过通信接口（接收口），从媒体上接收通信信号，再转换成数据，并存入缓冲区，供接收站点使用。

它是单向传输。数据只能从信源站点传输到信宿站点。故称单工通信。有线电视网络传输数据就是用这种方式。这种通信信息不能双方交流，故在PLC网络中用得较少。

（2）半双工（halfduplex）通信

见图1-11b。它的通信接口能按通信要求，适时互换信源与信宿的角色，两个方向都可传输数据。但它在同一时刻，只能朝一个方向进行传输。步话机通信就是用这种方式。计算机、PLC也常用这种方式通信。

（3）全双工（Fullduplex）通信

见图1-11c。它的站点同时配备有发送口与接收口，通信通道也配备两个。所以，两个站点可同时双向通信。电话网用的就是这种方式通信。计算机网络、PLC网络也常使用此方式通信。

（4）广播、多播通信

在半工、全双工方式下，如果有多个站点，也可一个站点广播发送数据，其他所有站点或其中多个接收数据。而哪个站点有权发送数据可以预先指定、实时争抢或按协议轮换。很多计算机、PLC网络也用这种方式通信。

2.不直接相连的站点之间通信方式

如果相互通信的站点不直接相连，或不在同一网络中，其通信有两种方式：

（1）线路交换

在通信开始前，必须先建立一条从源站点通到目标站点之间一系列站点的连接线路，即信道，然后再在这条连接的信道上通信。在通信期间，这条信道始终被占用，别的通信无法插入。待这个通信完毕后，才断开连接，释放所占用的信道。在电话网中，用户之间通话，使用的就是线路交换。

线路交换技术有两大优点，第一是传输延迟小，唯一的延迟是物理信号的传播延迟；第二是一旦线路建立，便不会发生冲突。第一个优点得益于一旦建立物理连接，便不再需要交换开销；第二个优点来自于独享物理线路。

线路交换建立连接需要时间，建立连接后数据是否传输都要占据有关资源，所以，网络的利用率较低。当然，这种浪费也有好处，对于占用信道的用户来说，其可靠性和实时响应能力都得到保证。只是一旦出现连接故障，不重新连接，也无法通信。因而通信安全不是太高。

图1-11 数据传输过程示意图

（2）存储转发(www.xing528.com)

在通信开始前，不须先建立一条从源站点通向目标站点之间的连接信道。而是把数据择机发送给与靠近目标站点的相邻站点，相邻站点收到数据后，先存储（暂存），后择机转发给更靠近目标站点的次一相邻站点。依次类推，直到把数据交给目标站点。

存储转发有报文交换与分组交换两种。

报文交换是把要传送的数据当做报文进行传送。它传送的延时较长。如报文较大，中间站点存储的空间可能不符要求，不大可靠。所以用得不多。

分组交换是把要传送的数据先拆分成大小一定的“包”，加上首部的控制信息，组成一个便于在网络上传输的数据分组，然后发送各个分组。目标站点接收到所有分组后，再进行组合，恢复成所传送的数据。

存储转发的信道为动态占用。只有数据在传送的链路才被占用，其余的不被占用（这时这些资源可以让其他用户使用），资源利用率高。特别是分组交换，比较灵活，每个分组还可独立选择发送路径；速度快，可不先建立连接就可发送分组；通信不致瘫痪，因为总是可找到合适数据传输通路。

图1-12所示为线路交换、报文交换及分组交换的图解示意。从图可知，分组交换比报文交换要优越些。

这是因为，在具有多个分组的报文中，中间交换机在接收第二个分组之前，就可以转发已经接收到的第一个分组，即各个分组可以同时在各个站点对之间传送，这样减少了传输延迟，提高了网络的吞吐量。此外，分组交换还提供一定程度的差错检测和代码转换能力。

分组交换的缺点是：分组数据拆分及合成需要管理，同时，每个分组还要另增加首部（标志）信息，通信协议也比较复杂。

分组交换所用的存储转发技术最早用在ARPANET网络中。由于它的成功应用，才导致计算机网络的长足发展，以致有今天网络技术这样的成功。然而，存储转发也是古老的技术。实质上讲，通过邮政向远方发信，在相关邮局之间也是一站站存储（接收后再）转发的。

由于分组交换优点突出，所以在PLC网络中，不直接相连的站点之间通信，也是用这种方式。

图1-12 线路交换、报文交换及分组交换图解示意

图1-13 虚电路传输分组交换

要指出的是，在分组交换中，还有虚电路分组交换。它类似前述的线路交换，如图1-13所示。在分组发送之前，也要有呼叫的过程，使网络建立一条通往目的站的虚拟（逻辑）通路。然后，一个报文的所有分组都沿着这条通路进行存储转发，不允许站点对任一个分组做单独的处理和另选路径。

在图1-14中，假设H1站有3个分组（P1、P2、P3）要送往H5站去。H1站首先发一个“呼叫请求”，即发送一个特定格式的分组给站点A，要求连到H5站进行通信，以寻找一条合适的路径。站点A根据路选原则将呼叫请求分组转发到站点B，站点B又将该分组转发到站点C，C站点再将该分组转发到站点E，最后站点E通知H5站。这样就建立起一条H1-A-B-C-E-H5的逻辑通路。若H5站准备好接收报文，可发一个“呼叫接收”分组给站点E，沿着同一条通路传送到H1站，从而H1站确认这条通路已经建立，并分配一个“逻辑通道”标识号，记为VC1。此后P1、P2、P3各分组都附上这一标识号，交换网的站点都将它们转发到同一条通路的各链路上传输，这就保证了这些分组一定能沿着同一条通路传输到目的地H5站。全部分组到达H5站并经装配确认无误后，任一站都可以采取主动发送一个“消除请求”分组来终止这条逻辑通路，具体过程由交换网内部完成。

要注意的是，虚电路分组交换虽然占用了一条端到端的物理线路，但这与线路交换有本质的区别。这里的虚线路标识号只是对逻辑信道的一种编号，并不指某一条物理线路本身。一条物理线路可能被标识为许多逻辑信道编号，为其他分组交换所用。假定主机H1还有另一个进程在运行，此进程还想和主机H4通信。这时，H1可再进行一次呼叫，并建立一个虚线路，在图1-14中标记为VC2，它经过A-B-D3个站点。由图可见，链路A-B既是VC1的链路，也是VC2的链路。

要指出的是，非虚拟方式没有呼叫建立过程，但每个分组（或称数据报）均带有完整的目的站的地址信息，独立地选择传输路径，到达目的站的顺序与发送时的顺序可能不一致。而虚线路方式必须通过虚呼叫建立一条虚线路，但每个分组不需要携带完整的地址信息，只需带上虚线路的号码标志，不需要选择路径，均沿虚线路传送，这些分组到达目的站的顺序与发送时的顺序完全一致。非虚线路和虚线路的区别列于表1-5。

表1-5 非虚线路与虚线路的区别