Основними достоїнствами промислових мереж є недорогі лінії і надійність передачі даних. Дані передаються послідовно біт за бітом, як правило, по одному фізичному каналу (одному провіднику). Такий режим передачі не тільки економить кабельне обладнання, але і дозволяє вирішувати завдання по надійної передачі даних на великі відстані. Час передачі, однак, збільшується пропорційно довжині бітової рядка.
Цей широковживаних стандартний інтерфейс забезпечує роботу стандартного устаткування передачі даних між модемами, терміналами і комп'ютерами. Електрично система заснована на імпульсах 12В, що кодують послідовності "О" і "1". Механічно цей стандарт визначає 9- і 25-контактні роз'єми.
Основні сигнали передаються по лініях "передача / прийом" даних. Швидкість передачі вибирається з діапазону від 50 до 38400 бод,
Решта сигнальні лінії передають статусну інформацію комутованих пристроїв.
Симетричний інтерфейс RS-422 використовує диференціальні сигнальні лінії. На приймальному кінці використовуються дві інформаційні лінії і лінія заземлення. В основі кодування переданих / прийнятих даних лежить принцип зміни напруги на сигнальних лініях. Реалізований принцип кодування робить цей стандарт стійким до зовнішніх збурень.
Використання цього стандарту дозволяє значно подовжувати фізичні лінії передачі даних і збільшувати швидкість.
За допомогою інтерфейсу RS-422 можна будувати і шинні структури.
Цей тип інтерфейсу відповідає специфікації симетричною передачі даних, описаної в американському стандарті IEA RS-485. Цей інтерфейс придатний для високошвидкісної передачі даних.
Максимальна довжина варіюється від 1,2 км на швидкості до 90 кбод і до 200 м - на швидкості до 500 кбод.
У табл. 3 наводяться порівняльні характеристики цих трьох стандартних фізичних інтерфейсів.
Крім типу фізичного інтерфейсу при побудові промислової мережі не менш важливо враховувати особливості і обмеження фізичної середовища передачі даних. У табл. 4 наведені оціночні дані, які порівнюють основні типи середовищ передачі по ряду критеріїв (за даними журналу "SPECTRUM IEEE").
Якщо кілька пристроїв коммутируются між собою через загальну лінію зв'язку (шину), то повинен бути визначений ясний і зрозумілий протокол доступу до неї.
Існують два методи упорядкованого доступу: централізований і децентралізований.
У разі централізованого контролю за доступом до шині виділяється вузол з правами Майстра. Він призначає і відстежує порядок і час доступу до шини для всіх інших учасників. Якщо раптом Майстер "зламався", то і цикли обміну по шині зупиняються.
Саме з цієї причини децентралізований контроль з перехідними функціями майстра від одного учасника (вузла мережі) до іншого отримав найбільшу увагу і розвиток. Тут права майстра призначаються групі пристроїв мережі. У всьому світі широко прийняті і використовуються дві моделі децентралізованого доступу:
· Модель CSMA / CD (наприклад, Ethernet) як стандарт IEEE 802-3;
· Модель з передачею маркера як стандарт IEEE 802.4 (Token Passing Model).
Для спільної роботи мереж типу CSMA / CD і Token Model необхідний так званий міжмережевий шлюз.
Випадковий метод доступу до шини (CSMA / CD)
Найбільш відомим механізмом управління локальною мережею шинної конфігурації є метод множинного доступу з контролем несучої і виявленням конфліктів (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA / CD). Найбільш широко відома реалізація цього методу - специфікація Ethernet.
Всі станції на шині мають право передавати дані. Кожна з них постійно прослуховує шину. Якщо шина вільна, будь-який з учасників мережі може зайняти шину під свій цикл передач. У тому випадку, коли кілька станцій претендують на шину одночасно, це призводить до так званого конфлікту (колізії), і тоді все "претенденти знімають свою заявку".
Потім кожен з учасників включає якийсь випадковий генератор, який задає випадковий інтервал очікування до наступного моменту запиту шини.
Метод CSMA / CD набув широкого поширення в офісних системах і найбільш ефективний в умовах відносно низької загальної завантаження каналу (менше 30%). В умовах більшого завантаження каналу вигідніше використовувати мережі, які реалізують модель з передачею маркера.