pdf online - netfei

Transkript

pdf online - netfei

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava
KOMPLEXNÍ ŘÍZENÍ BUDOV
BUDOVÁCH – APLIKACE KNX
učební text
David Vala
Ostrava 2014
Název:
Komplexní řízení budov – aplikace KNX
Autor:
Ing. David Vala
Vydání:
první, 2014
Počet stran:
106
Studijní materiály pro studijní obor Měřicí a řídicí technika, FEI
Jazyková korektura: nebyla provedena.
Určeno pro projekt:
Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Název: NETFEI - Rozvoj sítí a partnerství mezi Fakultou elektrotechniky a informatiky
VŠBTUO a podnikatelským sektorem a institucemi terciálního vzdělávání
Číslo: CZ.1.07/2.4.00/31.0031
Realizace: VŠB – Technická univerzita Ostrava
Projekt je spolufinancován z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR
© VŠB – Technická univerzita Ostrava
ISBN xxx
OBSAH
1
Úvod do problematiky. .............................................................................................. 4
2
Obecné vlastnosti sítí a jejich topologie. .................................................................. 10
3
Struktura KNX protokolu. ........................................................................................ 46
4
Komunikace po TP1 ................................................................................................. 56
5
Komunikace po silovém vedení. ............................................................................... 92
Úvod do problematiky
1 Úvod do problematiky.
Čas ke studiu: 2 hodin
Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět
 Co je to technologie KNX
 Výhody použití KNX
 Oblasti použití KNX

KNX jako decentralizovaný systém

Výklad
Technologie Konnex bus (KNX) je v současnosti považována za nejlepší světový
otevřený standard pro inteligentní řízení všech typů budov, ať již se jedná o
průmyslové objekty, kancelářské komplexy nebo bytové prostory, jelikož byl schválen
hned několika normami:
•
ISO/IEC - mezinárodní norma ISO/IEC 14543-3 v roce 2006
•
CENELEC - evropská norma EN 50090 v roce 2003
•
CEN - evropská norma EN 13321-1 (s odvoláním na EN 50090) a EN1332-2

(KNXnet/IP) v roce 2006
•
SAC - čínská norma GB/Z 20965 v roce 2007
•
ANSI/ASHRAE - americká norma ANSI/ASHRAE 135 v roce 2005
Pro uvedení zařízení v systému do provozu je použito nezávislého programovacího
nástroje ETS (Engineering Tool Software), jenž umožňuje konfiguraci veškerých
certifikovaných KNX produktů a je absolutně nezávislý, takže systémoví integrátoři
mohou při instalaci kombinovat produkty rozličných výrobců. Sběrnicový systém KNX
je založen na více než 15ti letech zkušeností na trhu získanými předchozími systémy
EIB (European Installation Bus), EHS (European Home Systems) a BatiBUS, kterým
bude i nadále po nezbytně nutnou dobu poskytována podpora a certifikace. KNXA
(Konnex Association) jako zakladatel a vlastník technologie KNX sídlící v Bruselu
vznikla v květnu roku 1999 seskupením tří evropských asociací podporujících
inteligentní instalace pro objekty, jmenovitě:
•
EIBA (European Installation Bus Association)
•
EHSA (European Home Systems Association)
•
BCI (BatiBUS Club International)
4
Často se v praxi setkáváme, že technologie KNX bývá označena KNX/EIB, je to z
toho důvodu, že asociace KNXA vznikla primárně z asociace EIBA a až následné
sjednocení se dvěmi zbylými bylo důvodem k přejmenování. Přistoupení těchto dvou
dalších systémůbylo záměrné, jelikož umožnilo rozšíření o řadu dalších funkcí.
Aplikace systému BatiBUS jsou zaměřeny na oblast vytápění, klimatizace a větrání, k
nimž EIB poskytuje možnost regulace jednotlivých parametrů a naopak schopnost
sledování provozních stavů, případně poruchových hlášení tzv. bílé techniky (myček
nádobí, chladniček, sporáků, atd.) je umožněno vlastnostmi systému EHS.
Pádnějším důvodem pro označení systému KNX formou KNX/EIB je významná
skutečnost, že prvky systému EIB a KNX jsou vzájemně kompatibilní a tudíž jakýkoliv
prvek aplikovaný do systému EIB je totiž současně i prvkem použitelným do systému
KNX a naopak, proto do budoucna ponesou tyto výrobky loga obou technologií.
Asociace Konnex si stanovila následující cíle zaměřené především na rozvoj a
podporu komunikačního standardu KNX:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
definování nového standardu inteligentních aplikací v mezinárodním měřítku
pro řízení budov a domácností
zavádění značky KNX jako symbolu pro kvalitu a komunikaci mezi systémy
různých dodavatelů
vydávání obchodních značek KNX na základě specifikací dle KNX
certifikačního procesu
poskytování technické podpory pro výrobce vyvíjející zařízení kompatibilní s
KNX
podpora při školení opatřeními k certifikaci školících center, při zakládání
národních skupin
technická podpora v podobě webových stránek, veletrhů, konferencí, tiskovin,
atd.
zajištění spolupráce s vědeckou sférou z vyšších technických škol a univerzit
Obr. 1-1 Oblasti využití technologie KNX
5
KNX asociace vyžaduje pro mezinárodně standardizovanou technologii především
vysokou úroveň kvality výroby a její kontroly. Z toho důvodu jsou výrobci, ještě před
podáním žádosti o certifikaci, povinni prokázat splňující požadavky ISO 9001 a
kromě souladu s touto jakostní normou musí výrobky splňovat požadavky
evropských a mezinárodních norem pro elektronické systémy budov a domácností.
Pokud existuje pochybnost o jakémkoliv nesouladu je asociace KNX oprávněna
certifikovaný produkt znovu otestovat nebo požadovat od výrobce prohlášení o
shodě. Jedině dodržením těchto kroků a cílů asociace KNXA může garantovat, že
veškeré prvky a zařízení různých výrobců nesoucí označení KNX/EIB jsou vzájemně
kompatibilní

Oblasti využití
Sběrnicový systém KNX s decentralizovanými inteligentními prvky je možné použít
takřka pro všechny aplikace řízení budov a domácností. Na Obr. 1-1 jsou uvedeny
příklady aplikačních možností, ze kterých je patrné, že potenciálnímu uživateli je k
dispozici široká škála možností řízení. Moderní inteligentní technologie budovy
poskytuje flexibilitu, zvyšuje komfort, bezpečnost a velkou mírou přispívá k úsporám
nákladů, které v dlouhodobém horizontu představují až desítky procent v porovnání s
běžným řešením
•
Hospodaření s energií – management energetického hospodaření
o sledování odběrových špiček
o měření, pulsní počítání energie
o detekce proudu, sledování sítě, odpojení zátěží
o ukládání dat, vizualizace, grafy
•
Ovládání rolet a žaluzií – podpůrná oblast pro vytvoření světelné pohody v
objektu
o řízení v závislosti na povětrnostních podmínkách a ročním období
o skupinové a centrální ovládání, automatické funkce
o nastavitelné polohování, kopírování pohybu slunce
o bezpečnostní režimy
•
Topení, větrání a klimatizace (HVAC systems – Heating, Ventilating, Air
Conditioning) – segment pro vytvoření komfortního pásma tepelné pohody
o centrální a automatické ovládání, individuální ovládání, časové režimy
o udržení optimální teploty, návaznost na otevřená okna
o reakce na přítomnost osob
•
Ochrana a bezpečí – technologie budovy rychle a inteligentně reaguje na kritické
situace i bez přítomnosti obsluhy
o EZS, EPS, CCTV, tlačítka paniky
o signalizace narušení objektu, vznik požáru, nebezpečí
o poruchové stavy, správa, archivace
6
•
Ovládání osvětlení – regulace umělého osvětlení s využitím přirozeného světla v
rámci inteligentní budovy k vytvoření světelné pohody
o
automatické funkce, spínání a stmívání, udržování konstantní úrovně
osvětlení
o nastavení a ovládání světelných scén
o rozhraní DALI (systém regulace a řízení svítidel)
•
Ovládání a vizualizace společně se vzdáleným přístupem – zajistí dostupnost k
technologickému systému budovy takřka z kteréhokoliv místa na světě pro
plánování a organizaci údržby
o spínače a tlačítka
o dotykové panely a displeje (touch screen), PC vizualizace
o dálkové řízení přes internet, PDA, WAP
o údržba, archivace dat a celková správa systému

Decentralizovaný systém
Systém KNX se řadí svým principem činnosti mezi tzv. decentralizované sběrnicové
systémy. V tomto systému má každé připojené zařízení svou vlastní řídící jednotku v
podobě mikroprocesoru, neboli jinak řečeno prvky decentralizovaného systému jsou
inteligentními prvky a přenos informací je uskutečněn prostřednictvím sběrnice přímo
mezi jednotlivými zařízeními bez nutnosti existence a aplikace centrálního řídícího
prvku, jak je tomu v případě centralizovaného systému. Všechna zařízení jsou si
rovnocenné sběrnicové přístroje (tzv. multimaster systém). Tento systém poskytuje
především velkou provozní spolehlivost, protože v případě vzniku poruchy a
následným výpadkem jednoho účastníka (zařízení) jsou postiženy ovládané či přímo
vykonávané funkce pouze jen tohoto účastníka. Funkčnost zbylých zařízení v
systému zůstává nadále plně k dispozici.
Obr. 1-2 Decentralizovaný systém
Přenosové média
7
Technologie systému KNX nabízí pro realizaci přenosové trasy hned několik typů
komunikačních médií. Typ použitého média závisí zejména na možnostech a
prostorech objektu, doby projektování (tzn., zdali se jedná o novostavbu, či již plně
používaný objekt) a především přání zákazníka. Přehled možných médií je uveden
na Obr. 1-3. Pomocí příslušných spojek se projektantovi nabízí možnost kombinace
odlišných médii.
Obr. 1-3 Přehled médií
Kromě základních přenosových médií existuje i široká škála možností připojení
s jinými systémy prostřednictvím komunikačních rozhraní, například použitím tzv.
bran (gateway), systémovou technikou budov, ISDN, atd. Interní a externí rozhraní
obousměrně převádí komunikační protokol mezi propojenými systémy. Komunikace
je tedy umožněna například se systémy Luxmate, DALI, M-bus a s mnoho dalšími.
Zároveň jsou brány v systému KNX využívány pro vzdálený monitoring, udržovaní a
případně přeprogramování. Optická vlákna umožní projektantovi dosažení větších
délek vedení a v případě bezdrátového řešení s menším dosahem se nabízí
infračervený přenos (IR), jenž je plně převzat z dřívějšího standardu EIB.
Další zdroje
[1] PROCHÁZKA, Miroslav. Návrh úloh měření parametrů prvků systému v
laboratořiTechnologie budov. [s.l.], 2007. 98 s. Diplomová práce.
[2] SCHERG, Rainer. EIB/KNX-Anlagen - planen, installieren und visualisieren.
Vogel, Würzburg 2008, ISBN 978-3-8343-3125-0.
[3] MEYER, Willy. KNX/EIB Engineering Tool Software. Hüthig & Pflaum, München &
Heidelberg 2007, ISBN 978-3-8101-0266-9.
[4] Frank, Karlheinz. EIB/KNX Grundlagen Gebäudesystemtechnik. Huss, Berlin
2008, ISBN 978-3-341-01540-7.
8
[5] SAUTER, Thilo, DIETRICH, Dietmar, KASTNER, Wolfgang. EIB – Installation Bus
System. Wiley-VCH, Weinheim, 2001. ISBN 3-89578-175-4.
[6] LECHNER, Daniel, GRANZER, Wolfgang, KASTNER, Wolfgang. Security
forKNXnet/IP. In Konnex Scientific Conference, November 2008.
[7] GRANZER, Wolfgang, KASTNER, Wolfgang, REINISCH, Christian.
GatewayfreeIntegration of BACnet and KNX using Multi-Protocol Devices. In
Proc. 6th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN '08),
pages 973-978, July 2008.Best presentation paper award at INDIN '08.
[8] KASTNER, Wolfgang, NEUGSCHWANDTNER, Georg, KÖGLER, Martin. An
open approach to EIB/KNX software development. In Proc. 6th IFAC Intl.
Conference on Fieldbus Systems and their Applications (FeT '05), pages 255262 (preprints volume), November 2005.
[10] Materiály k certifikačnímu školení KNX
[11] KNX Association [online]. 2010-01-20 [cit. 2010-03-01]. Dostupné z WWW:
<http://www.knx.org/>.
[12] KNX Technik - inteligentní elektroinstalace [online]. c2008 - 2009. Dostupné z
WWW: <http://www.knxtechnik.cz/>.
[14] HL System - Řídící systém KNX/EIB [online]. 2007-08-23 Technická brožura o
systému
KNX/EIB.
Dostupné
z
WWW:
<
http://www.hlsystem.cz/files/Technicka_brozura_KNXEIB.pdf >
[15] Vypínače a zásuvky | Vypínač - Schneider Electric : knx_zakladni_informace
[online]. 2008-09-12 [cit. 2010-03-02]. KNX - Ke stažení | Vypínač - Schneider
Electric.
Dostupné
z
WWW:
<http://www.vypinac.cz/download/vypinac.cz_knx_zakladni_informace.pdf>.
[16] Siemens v České republice [online]. 2007-01-09 Synco900_KNX_komunikace.
Dostupné
z
WWW:
<http://www.siemens.cz/siemjetstorage/files/36672_N2708cz$Synco900$KNX$k
munikace.pdf>.
[17] Vypínače a zásuvky | Vypínač - Schneider Electric : knx_tech.informace
[online].2009-08-26. KNX - Ke stažení | Vypínač - Schneider Electric. Dostupné z
WWW: <http://www.vypinac.cz/download/vypinac.cz_knx_tech.informace.pdf>.
[18] ABB - technologie pro energetiku a automatizaci [online]. 2005-03-29 [cit. 201003-08]. ABB i-bus KNX_EIB-Popis systemu. Dostupné z WWW:
<http://library.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/c2454de24b37b539c
12572d10043566d/$File/ABB%20i-bus%20KNX_EIB-Popis%20systemu.pdf>.
[19] KUNC, Josef. Elektrika.cz [online]. 2007-11-20 [cit. 2010-03-26]. ABB:
InstalaceKNX/EIB, komunikační telegramy a jejich stavba. Dostupné z
WWW:<http://elektrika.cz/data/clanky/abb-instalace-knx-eib-komunikacnitelegramy-a-jejichstavba/view?searchterm=telegram>.
[20] KUNC, Josef. Elektrika.cz [online]. 2008-08-21 [cit. 2010-03-28]. ABB:
KNX/EIBKomunikace. Dostupné z WWW: <http://elektrika.cz/data/clanky/abbsystemoveelektricke-instalace-knx-eib-2013-13-cast/view?searchterm=csma/ca>.
9
Obecné vlastnosti sítí a jejich topologie
2 Obecné vlastnosti sítí a jejich topologie.
Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět
 Co je to síťový ISO/OSI model
 Popsat jednotlivé vrstvy ISO/OSI modelu
 Popsat základní topologie sítí

Výklad
2.1. Iso osi model
Referenční model ISO/OSI vypracovala organizace ISO jako hlavní část snahy o
standardizaci počítačových sítí nazvané OSI a v roce 1984 ho přijala jako
mezinárodní normu ISO 7498. Kompletní text normy přijala také CCITT jako
doporučení X.200. Referenční model ISO/OSI se používá jako názorný příklad řešení
komunikace v počítačových sítích pomocí vrstevnatého modelu, kde jsou jednotlivé
vrstvy nezávislé a snadno nahraditelné.
Úlohou referenčního modelu je poskytnout základnu pro vypracování norem pro
účely propojování systémů. Otevřený systém podle tohoto modelu je abstraktním
modelem reálného otevřeného systému. Norma tedy nespecifikuje implementaci
(realizaci) systémů, ale uvádí všeobecné principy sedmivrstvé síťové architektury.
Popisuje vrstvy, jejich funkce a služby. Nejsou zde zařazeny žádné protokoly, které
by vyžadovaly zbytečně mnoho detailů.
V praxi je model využit pro programování jednotlivých součástí síťového subsystému
v modulech, které reprezentují jednotlivé vrstvy a komunikují mezi sebou pomocí
rozhraní (API). Díky tomu je možné jednotlivé části snadněji naprogramovat a
nezávisle nahrazovat (například vyměnit síťovou kartu, ovladač, aplikaci a zároveň
ponechat ostatní součásti beze změny). Reálně je vrstvený model použit například u
rodiny protokolů TCP/IP, kde jsou však použity jen čtyři vrstvy.
Příkladem připomínajícím vrstvový model ISO/OSI může být dopisová komunikace
mezi manažery dvou firem (řekněme české a čínské). Jednotlivé vrstvy obou stran
spolu zdánlivě komunikují přímo (stejné vrstvy na obou stranách používají stejný
protokol, řeč, způsob prezentace dat), ale ve skutečnosti probíhá komunikace od
vyšší vrstvy směrem k nejnižší, která jediná disponuje možností přenosu. Na cílové
straně dochází naopak k předávání zprávy od nejnižší vrstvy směrem k vyšším.
10
Jednotlivé vrstvy mají kontakt (pomocí určitého rozhraní) pouze s prvky v sousedních
vrstvách. Rozhraním se myslí např. poštovní schránka mezi 4. a 3. vrstvou nebo
přihrádka mezi 3. a 2. vrstvou. Každý prvek na straně odesílatele zpracuje zprávu do
takového tvaru (dle daného protokolu), aby jí rozuměl jeho ekvivalent na straně
příjemce. Protokol např. udává, jak má být správně nadepsaná adresa 5. vrstvou,
nebo jak správně ve 2. vrstvě seskupit více dopisů jdoucích stejným směrem
11
Obr. 2-1 Paraela mezi RM-OSI a poštou
.
Každá ze sedmi vrstev vykonává skupinu jasně definovaných funkcí potřebných pro
komunikaci. Pro svou činnost využívá služeb své sousední nižší vrstvy. Své služby
pak poskytuje sousední vyšší vrstvě.
12
Podle referenčního modelu není dovoleno vynechávat vrstvy, ale některá vrstva
nemusí být aktivní. Takové vrstvě se říká nulová, nebo transparentní.
Komunikaci mezi systémy tvoří:
 komunikace mezi vrstvami jednoho systému, řídí se pravidly, která se obvykle
nazývají rozhraní (interface),
 komunikace mezi stejnými vrstvami různých systémů, řídí se protokoly.
Na počátku vznikne požadavek některého procesu v aplikační vrstvě. Příslušný
podsystém požádá o vytvoření spojení prezentační vrstvu. V rámci aplikační vrstvy je
komunikace s protějším systémem řízena aplikačním protokolem. Podsystémy v
prezentační vrstvě se dorozumívají prezentačním protokolem. Takto se postupuje
stále níže až k fyzické vrstvě, kde se použije pro spojení přenosové prostředí.
Současně se při přechodu z vyšší vrstvy k nižší přidávají k uživatelským (aplikačním)
datům
záhlaví
jednotlivých
vrstev.
Tak
dochází
k postupnému
zapouzdřování původní informace. U příjemce se postupně zpracovávají řídící
informace jednotlivých vrstev a vykonávají jejich funkce.
Mnemotechnická pomůcka pro zapamatování
Aplikace potkala prezentaci, zrealizovaly transport sítí, spojily se fyzicky

Fyzická vrstva
Vrstva č. 1, anglicky physical layer. Specifikuje fyzickou komunikaci. Aktivuje, udržuje
a deaktivuje fyzické spoje (např. komutovaný spoj) mezi koncovými systémy. Fyzické
spojení může být dvoubodové (sériová linka) nebo mnohobodové (Ethernet).
Fyzická vrstva definuje všechny elektrické a fyzikální vlastnosti zařízení. Obsahuje
rozložení pinů, napěťové úrovně a specifikuje vlastnosti kabelů; stanovuje způsob
přenosu "jedniček a nul". Huby, opakovače, síťové adaptéry a hostitelské adaptéry
(Host Bus Adapters používané v síťových úložištích SAN) jsou právě zařízení
pracující na této vrstvě.
Hlavní funkce poskytované fyzickou vrstvou jsou:
•
Navazování a ukončování spojení s komunikačním médiem.
•
Spolupráce na efektivním rozložení všech zdrojů mezi všechny
uživatele.
•
Modulace neboli konverze digitálních dat na signály používané
přenosovým médiem a zpět
K zajištění těchto funkcí definuje zejména tyto vlastnosti
•
Poskytuje standardizované rozhraní fyzickému přenosovému mediu
včetně:
•
Mechanické specifikace elektrických konektorů a kabelů, například
maximální délka kabelu
13
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Elektrické specifikace úrovně signálu a impedance
Radiové rozhraní včetně elektromagnetického spektra a specifikace
intenzity signálu, analogová šířka pásma, atd.
Specifikace pro IR přes optické vlákno nebo bezdrátovou IR
komunikační linku
Modulace
Lineární kódování
Bitová synchronizace v synchronní sériové komunikaci
Regulace průtoku v asynchronní sériové komunikaci
Circuit mód multiplexování
Carrier Sense pro CSMA/CD, které samotné patří do vrstvy linkové
Zpracování signálu
Komunikace sériová nebo paralelní:
Příklady fyzických vrstev:
•
fyzická vrstva realizovaná modemy: V.21, V.22, V.22bis, V.26bis,
V.27ter, V.32, V.32bis, V.34, V.90, V.92, V.44
•
EIA standardy: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485
•
ISDN
•
DSL
•
T1, E1
•
SDH
•
10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX,
100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX
•
Bluetooth
•
fyzické vrstvy IEEE 802.11 Wi-Fi
•
FireWire
•
fyzická vrstva IRDA#IrPHY
•
fyzická vrstva USB
•
G.hn
•
CAN bus
•
TP1
•
PL110

Linková (spojová) vrstva
Vrstva č. 2, anglicky data link layer. Poskytuje spojení mezi dvěma sousedními
systémy. Uspořádává data z fyzické vrstvy do logických celků známých jako rámce
(frames). Seřazuje přenášené rámce, stará se o nastavení parametrů přenosu linky,
oznamuje neopravitelné chyby. Formátuje fyzické rámce, opatřuje je fyzickou
adresou a poskytuje synchronizaci pro fyzickou vrstvu.
Datová vrstva poskytuje funkce k přenosu dat mezi jednotlivými síťovými jednotkami
a detekuje, případně opravuje, chyby vzniklé na fyzické vrstvě. Nejlepším příkladem
je Ethernet. Na lokálních sítích založených na IEEE 802 a některých na IEEE 802
sítích jako je FDDI, by tato vrstva měla být rozdělena na vrstvu řízení přístupu k
médiu (Medium Access Control, MAC) a vrstvu IEEE 802.2 logické řízení linek
(Logical Link Control, LLC).
14
Na této vrstvě pracují veškeré mosty a přepínače. Poskytuje propojení pouze mezi
místně připojenými zařízeními a tak vytváří doménu na druhé vrstvě pro směrové a
všesměrové vysílání
Podvrstva Media Access Control
MAC zajišťuje:
•
fyzické adresování,
•
řízení přístupu k médiu
•
a je hardwarově závislá
Metody přístupu k médiu:
•
deterministické – lze určit maximální časový interval, ve kterém se
pracovní stanice dostane k médiu
 Token passing (předávání peška) – může se ztratit pešek nebo
se chybně objeví další, proto je zde Monitor, který předávání
sleduje a řídí. Monitor je zvolen dohodou stanic (např. vypne-li
se aktivní). Implementace je složitá (software).
 Polling (řízený přístup) – řídící počítač určuje, která stanice bude
vysílat. Musí být spolehlivý řídící počítač.
•
stochastické (contention = soupeření) – nelze zaručit časový interval,
takže stanice musí čekat
 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) –
stanice, která chce vyslat datový rámec, naslouchá na síti a když
žádná stanice nevysílá, začne vysílat. Zahájí-li vysílání v témže
okamžiku i jiná stanice, dojde ke kolizi. Při detekci kolize stanice
vyšle kolizní signál (JAM PATTERN). Ostatní stanice po
obdržení kolizního signálu obdržený rámec stornují. Vysílající
stanice se odmlčí na náhodnou dobu (aby nedošlo k další kolizi).
Aby kolizi zaznamanala všechna zařízení na lince, je stanovena
minimální délka rámce. Pro klasický Ethernet je minimální délka
rámce 64 oktetů (k tomu je potřeba započítat 7 oktetů preambule
a 1 synchronizační oktet). Protože rychlost šíření signálu je
konečná, požadavek, aby kolizi zaznamenala všechna zařízení
na lince, omezuje fyzické rozměry linky (tzv. kolizní doména;
příkladem je část sítě typu Ethernet, ve které se používají pouze
repeatery). Tyto kolize jsou normální funkční záležitostí této
přístupové metody. Při velkém počtu stanic jejich četnost stoupá,
takže průchodnost linky se zmenšuje. Pokud dojde ke kolizi
později než po minimální délce rámce, jedná se o tak zvanou
pozdní kolizi (late collision), která buď znamená, že velikost
kolizní domény překračuje povolenou mez, nebo že některé
zařízení nedodržuje linkovou disciplínu, nebo je to příznakem
elektrického problému v síti (například odraz vlivem chybějícího
terminátoru). Častější pozdní kolize obvykle zcela znemožní
síťový provoz.
15


CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Aceess/Collision Avoidance) –
když je volno, oznámí vysílání, nedojde ke kolizi dat, ale ke kolizi
vysílací sekvence. Pomalá metoda.
Fast Ethernet – rychlejší verze Ethernetu (není vhodná pro
výrobní linky).

Podvrstva Logical Link Control
LLC zajišťuje:
•
multiplexaci protokolů vysílaných na MAC
demultiplexaci (příjem)
•
realizuje řízení toku a zabezpečení proti chybám
•
a není hardwarově závislá
vrstvu
(vysílání)
a
Řízení toku
Pomocí tzv. ARQ (Automatic Repeat-reQuest) metodami:
•
Jednotlivé potvrzování (Stop&Wait)
•
Kontinuální potvrzování s návratem (Go-Back-N)
•
Kontinuální potvrzování se selektivním opakováním (Selective Repeat)
více na následujících stránkách http://www.earchiv.cz/a92/a219c110.php3
Detekce a korekce chyb
Realizace např. pomocí:
•
kontrolní součet (CRC)
•
Hammingovy kódy
•
parita (jednoduchá lichá/sudá, křížová, ...)

Síťová vrstva
Vrstva č. 3, anglicky network layer. Tato vrstva se stará o směrování v síti a síťové
adresování. Poskytuje spojení mezi systémy, které spolu přímo nesousedí. Obsahuje
funkce, které umožňují překlenout rozdílné vlastnosti technologií v přenosových
sítích.
Síťová vrstva poskytuje funkce k zajištění přenosu dat různé délky od zdroje k
příjemci skrze jednu případně několik vzájemně propojených sítí při zachování kvality
služby, kterou požaduje přenosová vrstva. Síťová vrstva poskytuje směrovací funkce
a také reportuje o problémech při doručování dat. Veškeré směrovače pracují na této
vrstvě a posílají data do jiných sítí. Zde se již pracuje s hierarchickou strukturou
adres. Nejznámější protokol pracující na 3. vrstvě je Internetový Protokol (IP).
Jednotkou informace je paket.
Chtějí-li spolu komunikovat dva uzly počítačové sítě, mezi kterými neexistuje přímé
spojení, je nutné pro ně najít alespoň spojení nepřímé - tedy vhodnou cestu, vedoucí
přes mezilehlé uzly od jednoho koncového uzly ke druhému. Možných cest může být
samozřejmě více, někdo je však musí najít, jednu z nich vybrat, a pak také zajistit
správné předávání dat po této cestě. Všechny tyto úkoly má v referenčním modelu
ISO/OSI na starosti síťová vrstva.
16
Uvažujme příklad počítačové sítě na obrázku Obr. 2-2 a/ a situaci, kdy je potřeba
přenést určitá data z uzlu A do uzlu D. Zdrojem těchto dat nechť je uživatelský
proces, běžící na počítači A (může to být například program pro práci s elektronickou
poštu a jím generovaná data zprávou, určenou pro účastníka na uzlu resp. počítači
D). Uživatelský proces na počítači A předá svá data k odeslání aplikační vrstvě, která
je zase předá vrstvě prezentační atd. (viz
Obr. 2-3.). Když se příslušná data dostanou až na úroveň síťové vrstvy, musí tato
rozhodnout, kudy je skutečně odeslat. V našem konkrétním případě (v síti dle
obrázku Obr. 2-2a/) je toto rozhodnutí velmi jednoduché, jediná cesta "ven" zde totiž
vede přes uzel E. Data, určená k doručení do uzlu D, proto síťová vrstva uzlu A
předá své bezprostředně nižší (linkové) vrstvě s požadavkem na jejich odeslání do
uzlu E.
Obr. 2-2 Příklad topologie sítě
Jelikož mezi uzly A a E existuje přímé spojení, dokáže lInková vrstva uzlu A předat
blok dat (na úrovni linkové vrstvy označovaný jako rámec) své partnerské linkové
vrstvě na uzlu E. Jak již ale víme, ve skutečnosti tak činí prostřednictvím fyzické
vrstvy.
Linková vrstva na uzlu E předá přijatý rámec své bezprostředně vyšší vrstvě, tj.
vrstvě síťové. Ta musí z obsahu rámce poznat, že jde o data určená k doručení do
uzlu D. Na základě znalosti topologie sítě (tj. způsobu propojení jednotlivých uzlů)
tato vrstva zjistí, že cesta do uzlu D vede dále buď přes uzel G, nebo přes uzel F.
Musí se rozhodnout pro jednu z obou možností - předpokládejme, že se rozhodne
pro cestu přes uzel G. Data, která převzala od linkové vrstvy, proto síťová vrstva uzlu
E vrátí své bezprostředně nižší vrstvě s požadavkem na odeslání do uzlu G.
17
V uzlu G se situace opakuje. Linková vrstva předá přijatý rámec síťové vrstvě, která
jej vrátí linkové vrstvě zpět s požadavkem na odeslání do uzlu D, kam již z uzlu G
vede přímé spojení.
V uzlu D se data dostanou analogickým způsobem až na úroveň síťové vrstvy. Ta
rozpozná, že jde o data, určená právě danému uzlu, a proto je již nevrací vrstvě
linkové, ale předá je své bezprostředně vyšší (tj. transportní) vrstvě. Odtud jsou pak
postupně předávána směrem k vyšším vrstvám, až se dostanou k té entitě resp.
procesu, která je jejich konečným příjemce. Celý postup názorně ukazuje obrázek
Obr. 2-3.
Obr. 2-3 Představa průchodu dat vrstvami
Pokusme se nyní, na základě výše uvedeného příkladu, o zobecnění úkolů, které v
referenčním modelu ISO/OSI plní síťová vrstva.
Kdykoli transportní vrstva předává vrstvě síťové nějaká data k odeslání, připojuje k
nim pouze informaci o tom, kdo má být jejich konečným příjemcem. Pro každý
samostatně přenášený blok dat, který se na úrovni síťové vrstvy označuje
jako paket (zatímco na úrovni linkové vrstvy jako rámec) pak musí síťová vrstva
rozhodnout, kterým "směrem" jej má skutečně odeslat. Jakmile toto rozhodnutí učiní,
předá příslušný paket vrstvě linkové spolu s údajem o zvoleném směru.
Nejdůležitějším úkolem síťové vrstvy je tedy tzv. směrování (routing), které
představuje právě ono zmíněné rozhodování o směru odesílání jednotlivých paketů.
Není jistě třeba zdůrazňovat, že k tomu síťová vrstva potřebuje alespoň základní
informace o topologii celé sítě. Konkrétních způsobů směrování, či spíše postupů
resp. algoritmů volby vhodného směru přitom existuje celá řada. Od jednoduchých
statických metod, které nejsou schopny reagovat na dynamické změny v síti, až po
adaptivní metody, které se dokáží přizpůsobit aktuálnímu stavu sítě, jejímu zatížení,
případným výpadkům některých uzlů či spojů apod.
18
Metodám směrování se budeme podrobněji věnovat v dalších pokračováních našeho
seriálu. Vraťme se však ještě k úkolům síťové vrstvy - kromě vlastního směrování
(chápeme-li jej jen jako rozhodování o dalším směru) musí síťová vrstva zajišťovat i
jeho skutečnou realizaci. Tedy v mezilehlých uzlech zajišťovat potřebné předávání
jednotlivých paketů na cestě k jejich koncovému příjemci.
S tím dosti úzce souvisí i další úkol síťové vrstvy - předcházet přetížení či dokonce
zahlcení částí sítě, řídit tok dat a dbát o co možná nejrovnoměrnější využití všech
přenosových prostředků a kapacit.
Při vzájemném propojení dvou či více sítí pak přibývá síťové vrstvě ještě jeden
důležitý úkol - zajišťovat nezbytné předávání paketů mezi jednotlivými sítěmi.
Udělejme si nyní malé shrnutí toho, jaký pohled na celou síť a vzájemné propojení
jednotlivých uzlů má transportní, síťová a linková vrstva ISO/OSI modelu - umožní
nám to snáze pochopit postavení a význam síťové vrstvy: transportní vrstva v
každém uzlu sítě vychází z představy, že mezi jejím uzlem a koncovým příjemcem
dat existuje přímé spojení, a proto adresuje svá data přímo tomuto koncovému
příjemci. Síťová vrstva si již uvědomuje skutečnou topologii sítě a ví, že představa
transportní vrstvy nemusí být správná (činí však vše pro to, aby transportní vrstvě její
iluzi zachovala). Pro linkovou vrstvu pak již není topologie celé sítě relevantní - té
stačí znát jen ty uzly, se kterými má "její" uzel přímé spojení. Nezná dokonce ani
koncového příjemce dat obsažených v rámcích, které sama přenáší.
Příklad topologie sítě, uvedený na obrázkuObr. 2-2., naznačuje nejobecnější situaci,
kdy všechny uzlové počítače sítě mají stejné postavení a mohou vystupovat jak v roli
zdrojů a koncových příjemců dat, tak i v roli mezilehlých uzlů.
V praxi však může často docházet k tomu, že mezi uzly nejsou plnohodnotnými uzly
počítačové sítě, ale pouze jednoúčelovými "přepojovači", které vytváří potřebnou
komunikační infrastrukturu pro propojení ostatních "plnohodnotných" uzlů. Právě s
takovouto představou počítal také referenční model ISO/OSI ve své původní verzi.
Podle této představy je oddělena čistě komunikační funkce sítě a je svěřená tzv.
komunikační podsíti (communication subnet, subnetwork), zatímco vlastní aplikační
funkce zajišťují tzv. koncové systémy (end systems). S podobnou představou
pracovala například i jedna z prvních rozlehlých sítí ARPANET, jejíž terminologie se
nejvíce prosadila do praxe. Koncové systémy, na kterých jsou provozovány
uživatelské aplikace, označuje jako hostitelské počítače (host computers, hosts),
zatímco jednotlivé "přepojovací" uzly v rámci komunikační podsítě označuje jako IMP
(Interface Message Processor) - viz obrázekObr. 2-2. a/. V literatuře se však často
používají také termíny uzel přepojování paketů (Packet Switching Node) či mezilehlý
systém (Intermediate Node) nebo datová ústředna (Data Switching Exchange).
Spojová vs. nespojová služba
Připomeňme si nejprve, že spojovaná služba funguje obdobně jako veřejná telefonní
síť - předpokládá nejprve navázání spojení mezi oběma účastníky, pak vlastní
přenos dat prostřednictvím tohoto spojení, které se v jistém smyslu chová jako roura,
19
kterou se vlastní data "protlačují", a nakonec vyžaduje ukončení (rozvázání) spojení.
Naopak nespojovaná služba funguje obdobně jako běžná listovní pošta - každý
jednotlivý paket (resp. datagram) doručuje samostatně a nezávisle na ostatních, bez
toho, že by se navazovalo spojení mezi příjemcem a odesilatelem. Další analogií s
listovní poštou je rozdíl mezi spolehlivou a nespolehlivou nespojovanou službou spolehlivá varianta je obdobou doporučené zásilky, která se nemůže (alespoň
teoreticky) ztratit, zatímco nespolehlivá verze je obdobou obyčejné zásilky, u které
pošta negarantuje její doručení, a která se může beze stopy ztratit.
Zastánci spojovaných služeb, rekrutující se především z kruhů spojových organizací,
zastávají názor, že uživatelé resp. vyšší vrstvy potřebují maximálně spolehlivou a
jednoduše použitelnou službu pro přenos dat, která by je zbavila všech starostí se
zabezpečením vlastního přenosu dat (např. s potřebným řízením toku, opravou chyb,
zajištěním správného pořadí jednotlivých doručovaných paketů atd.). Tedy
spolehlivou spojovanou síťovou službu pro přenos paketů.
Druhá strana, reprezentovaná především lidmi kolem sítě Internet, argumentuje svou
dlouhodobou zkušeností s provozováním velké počítačové sítě v reálných
podmínkách. Podle ní je nutné považovat komunikační infrastrukturu za
nespolehlivou, bez ohledu na to, jak je navržena (tedy i v případě, že se sama snaží
být spolehlivou). Koncové systémy (hostitelské počítače, viz minule) musí počítat s
tím, že pakety se mohou v podsíti ztrácet, a vše potřebné k zajištění spolehlivosti si
tudíž musí realizovat sami - tedy detekci a opravu chyb, řízení toku atd. To ovšem
vede na požadavek používat na úrovni síťové vrstvy jen ty nejrychlejší a
nejjednodušší služby (na úrovni operací typu "vyšli paket" a "přijmi paket"), a
spolehlivost zajistit až v bezprostředně vyšší, transportní vrstvě. Tato druhá strana
tedy požaduje na úrovni síťové vrstvy jen jednoduchou nespolehlivou nespojovanou
službu.
Na celý spor mezi oběma tábory je možné se dívat i z poněkud jiného úhlu. Spojové
organizace jako zastánci spojovaných služeb chtějí poskytovat uživatelům co
nejkomplexnější a nejúplnější služby - je to asi přirozené, neboť právě za ně jsou
placeny. Druhá strana naopak tvrdí, že výpočetní kapacita je dnes tak laciná, že není
nejmenší problém, aby si co nejvíce funkcí zajišťovaly až jednotlivé hostitelské
počítače (obvykle ve vlastnictví uživatelů). Dalším silným argumentem této skupiny je
pak to, že charakter některých síťových aplikací (jako např. přenos digitalizovaného
zvuku a sběr dat v reálném čase) upřednostňuje rychlý přenos před přenosem
spolehlivým.
Rozpor mezi spojovanými a nespojovanými službami na úrovni síťové vrstvy je tedy
ve své podstatě sporem o to, kam umístit veškerou složitost - tedy funkce, spojené
se zajištěním spolehlivosti, které tak jako tak musí být někde realizovány. Zastánci
spojovaných služeb je chtějí umístit do síťové vrstvy, zatímco zastánci
nespojovaných služeb požadují jejich umístění až do vrstvy transportní (zatímco od
vrstvy síťové požadují jen nejjednodušší nespolehlivou nespojovanou službu).
Síťová vrstva – směrování
20
Pro nalezení vhodné cesty od odesilatele až ke koncovému příjemci existuje celá
řada algoritmů směrování (routing algorithms), které jsou založeny na různých
myšlenkách a principech, a vyžadují různé stupně znalosti sítě, její topologie a
dalších parametrů statického i dynamického charakteru. Všechny algoritmy
směrování by ovšem měly být korektní, tedy dávat jen takové výsledky, které jsou
správné a použitelné, měly by být co možná nejjednodušší, nejsnáze
implementovatelné, a jejich režie by měla být minimální. Současně s tím by ale
algoritmy směrování měly být i tzv. robustní, tedy schopné vyrovnat se s
nepředvídanými výpadky, poruchami či jinými nestandardními situacemi. Měly by
také usilovat o optimální využití celé sítě a její přenosové kapacity, a přitom nikoho
nediskriminovat - tedy někomu hledat "lepší" cesty, a někomu "horší".
Výsledným efektem aplikace algoritmů směrování by mělo být to, aby síťová vrstva v
každém z uzlů sítě věděla, kudy poslat dále takový paket, který není určen přímo
jejímu uzlu. Konkrétní pokyny pro směrování paketů resp. datagramů, které vznikají
na základě aplikace algoritmů směrování, se pak v jednotlivých uzlech uchovávají ve
formě tzv. směrovacích tabulek (routing tables).
Adaptivní a neadaptivní směrování
V prvním přiblížení si můžeme rozdělit algoritmy směrování na dvě velké skupiny. Do
první z nich budou patřit takové, které se snaží průběžně reagovat na skutečný stav
sítě, a brát jej do úvahy při svém hledání nejvhodnější cesty. Dokáží se tedy
přizpůsobit okamžitému stavu sítě, a proto se obecně označují jako adaptivní
algoritmy (adaptive algorithms). Naproti tomu neadaptivní algoritmy (nonadaptive
algorithms) nevyužívají žádné informace dynamického charakteru - např. údaje o
okamžitém zatížení jednotlivých přenosových cest, výpadcích, délkách čekacích front
v jednotlivých uzlech apod. Svá rozhodnutí staví pouze na informacích statického
charakteru, které jsou předem známy. Díky tomu lze neadaptivní algoritmy použít k
nalezení všech potřebných cest ještě před uvedením sítě do provozu, a potřebné
informace pak jednorázově zanést do směrovacích tabulek jednotlivých uzlů sítě.
Kvůli statickému charakteru výchozích údajů se použití neadaptivních algoritmů
někdy označuje také jako tzv. statické směrování (static routing). Je vhodné tam, kde
topologie sítě je skutečně neměnná, kde prakticky nedochází k výpadkům a kde se
příliš nemění ani intenzita provozu resp. zátěž sítě.
Centralizované směrování
Adaptivní algoritmus může být koncipován tak, že veškeré informace o aktuálním
stavu celé sítě se průběžně shromažďují v jediném centrálním bodě, tzv.
směrovacím centru (RCC, Routing Control Center), které pak na jejich základě samo
přijímá všechna potřebná rozhodnutí, a ostatním uzlům je oznamuje. Pak jde o tzv.
centralizované směrování (centralized routing). Jeho výhodou je možnost
optimálního rozhodování na základě znalosti skutečného stavu celé sítě. Problém je
ovšem v tom, že má-li být centralizované směrování opravdu adaptivní, tedy má-li
průběžně reagovat na aktuální stav sítě, musí být vyhledávání nejvhodnějších cest
prováděno dostatečně často. Vlastní hledání cest je samo o sobě operací značně
21
náročnou na výpočetní kapacitu, a má-li se často opakovat, dokáže plně zaměstnat i
velmi výkonný počítač. Jsou zde však ještě i další problémy - co například dělat v
případě výpadku směrovacího centra? Nezanedbatelná není ani zátěž přenosových
cest, kterou představuje neustálý přísun aktuálních informací o stavu sítě do
směrovacího centra, stejně tak jako zpětná distribuce výsledků.
Izolované směrování
Alternativou k centralizovanému směrování je tzv. izolované směrování (isolated
routing), založené na myšlence, že rozhodovat o nejvhodnější cestě si bude každý
uzel sám za sebe, a to na základě takových informací, které dokáže získat sám, bez
spolupráce s ostatními uzly. Jednou z možností realizace je algoritmus, nazvaný
příznačně algoritmem horké brambory (hot potato algorithm). Jak jeho název dává
tušit, snaží se uzel zbavit každého paketu resp. datagramu co možná nejrychleji.
Sleduje proto počet paketů, které čekají ve frontě na odeslání jednotlivými směry, a
nový paket zařadí do té fronty, která je momentálně nejkratší. Uzel se tedy
nerozhoduje podle adresy, ani nehledá nejkratší cestu pro přenos paketu, pouze se
jej snaží co nejrychleji zbavit ve víře, že po jisté době přeci jen dojde ke svému cíli. V
praxi se ovšem algoritmus horké brambory spíše kombinuje s jinými algoritmy resp.
metodami - nejčastěji je používán jako jejich doplněk, který se uplatní až v okamžiku,
kdy počet paketů v některé frontě překročí určitou únosnou mez.
Zpětné učení
Jiným příkladem izolovaného směrování je tzv. metoda zpětného učení (backward
learning). Předpokládá, že každý uzel si do svých směrovacích tabulek průběžně
poznamenává, ze kterého směru dostává pakety, pocházející od jiných uzlů. Tím se
postupně "učí", ve kterém směru se tyto uzly nalézají. Když pak sám potřebuje
odeslat nějaký paket jinému uzlu, vyšle jej tím směrem, ze kterého dříve přijal paket,
pocházející od téhož uzlu.
Problémem je ovšem vrozený optimismus metody zpětného učení. Dojde-li k
výpadku určité přenosové cesty, kterou se jednotlivé uzly již "naučily", vůbec ji
nezaznamenají. Prakticky jediným možným řešením je pak pravidelné "zapomínání".
Záplavové směrování
Extrémní formou izolovaného směrování je tzv. záplavové směrování (flooding).
Předpokládá, že přijatý paket je znovu odeslán všemi směry kromě toho, odkud sám
přišel.
Zřejmou výhodou je maximální robustnost, díky které se záplavové směrování
dokáže vyrovnat prakticky s jakýmkoli výpadkem. Zaručuje také, že každý paket je
vždy doručen tou nejkratší možnou cestou. Nevýhodou je ale vznik velkého množství
duplicitních paketů, které výrazně zvyšují zátěž existujících přenosových cest, a které
je třeba následně rušit.
22
V praxi se proto používá spíše tzv. selektivní záplavové směrování (selective
flooding), při kterém není každý paket znovu vysílán všemi směry, ale pouze těmi,
které jsou alespoň přibližně orientovány ke konečnému příjemci paketu.
Distribuované směrování
Metody izolovaného směrování staví na předpokladu, že jednotlivé uzly nebudou
zatěžovat přenosové cesty vzájemnou výměnou informací o stavu sítě. To je ale
někdy zbytečně přísným omezením.
Pokud jej odstraníme, dostaneme tzv. distribuované směrování (distributed routing).
To předpokládá, že jednotlivé uzly si pravidelně vyměňují informace o stavu sítě, a
podle nich si pak samy volí příslušné cesty.
Jakmile umožníme výměnu stavových informací mezi jednotlivými uzly sítě, můžeme
vcelku efektivně implementovat distribuovanou verzi algoritmu hledání nejkratších
cest v síti, který bychom zřejmě používali v případě centralizovaného směrování a
jediného směrovacího centra. Naznačme si nyní myšlenku tohoto distribuovaného
algoritmu.
Nejprve si však musíme ujasnit, co vlastně bude pro nás měřítkem "délky" nějaké
cesty. Může to být například počet meziuzlů, kterými cesta prochází. Tím však
dáváme každému existujícímu spoji mezi dvěma uzly stejnou jednotkovou váhu resp.
délku. Realističtější je přiřadit vhodné ohodnocení (délku) každému přímému spoji
mezi dvěma uzly, a délku výsledné cesty pak chápat jako součet délek jejích
jednotlivých částí. Délka spoje přitom může odrážet jeho přenosovou rychlost, cenu
za jednotku přenesených dat, zpoždění při přenosu, délku výstupních front apod.
Představme si nyní síť dle obrázku Obr. 2-4a/, včetně "délek" jednotlivých přímých
spojů. Každý uzel předem zná svou "vzdálenost" od všech svých sousedů, a tak si ji
ve své směrovací tabulce vyznačí. Svou vzdálenost (délku nejkratší cesty) od
ostatních uzlů však ještě nezná, a tak ji zatím považuje za nekonečnou (na obrázku
naznačeno vyšrafováním). Počáteční stav tabulek ukazuje obrázek Obr. 2-4. b/.
Vlastní algoritmus distribuovaného výpočtu pak probíhá v opakujících se krocích. V
každém z nich se každý uzel dotáže svých bezprostředních sousedů, jaké jsou jejich
vzdálenosti od ostatních uzlů, a podle toho si pak odvozuje i své vlastní vzdálenosti
od těchto uzlů.
Uvažme příklad uzlu E, ten se v prvním kroku od svého souseda C dozví, že jeho
vzdálenost od uzlu B je 2. K ní si uzel E připočte svou vzdálenost od uzlu C, tj. 1, a
do své směrovací tabulky si poznačí, že cesta do uzlu B vede přes uzel C a má délku
3. Zatím však nezná všechny možné cesty do uzlu B, a tak neví, zda je to cesta
nejkratší. Proto se bude v dalších krocích znovu ptát všech svých sousedů, zde přes
ně nevede cesta ještě kratší.
23
Obecně si každý uzel vždy volí minimum z toho, co "již umí" on sám (tj. z cesty,
kterou již má poznačenu ve své směrovací tabulce), a co "umí" jeho sousedé
(samozřejmě s uvážením své vzdáleností od těchto sousedů). Příkladem může být
opět uzel E, který si již na počátku do své směrovací tabulky zanese, že jeho
vzdálenost od uzlu D je 5 (což je délka jejich přímého spojení, viz Obr. 2-4 a/). Již v
prvním kroku však od svého souseda C zjistí, že jeho vzdálenost od uzlu D je jen 2.
Když si k tomu připočítá svou vzdálenost od uzlu C (tj. 1), vyjde mu, že cesta do uzlu
D, vedená přes uzel C, je kratší. Tuto skutečnost si pak poznačí do své směrovací
tabulky (viz obrázek Obr. 2-4b/ a c/, tabulka uzlu E, položka D).
Obr. 2-4 Představa distribuovaného výpočtu směrovacích tabulek
a/ topologie sítě a délky spojů
b/ počáteční stav směrovacích tabulek
c/ stav směrovacích tabulek po prvním kroku
d/ "ustálený" stav směrovacích tabulek
Na obrázku Obr. 2-4. d/ je pak stav tabulek po několika krocích distribuovaného
algoritmu, kdy již nedochází k žádným změnám ve směrovacích tabulkách. Zde by
algoritmus mohl končit, v praxi se však budou jeho kroky neustále opakovat, aby
obsah směrovacích tabulek mohl reagovat na průběžné změny v síti.
Právě naznačený algoritmus distribuovaného směrování byl používán v síti ARPA
(základu dnešní sítě Internet), a jednotlivé kroky algoritmu zde probíhaly s intervalem
640 milisekund. Ukázalo se však, že režie je přeci jen příliš vysoká - že vzájemné
předávání informací mezi sousedními uzly (které vlastně představuje předávání
24
celých směrovacích tabulek) neúnosně zatěžovalo dostupné přenosové cesty na
úkor "užitečných" dat. Proto byl uvedený algoritmus distribuovaného směrování v síti
ARPA nahrazen jiným - o něm si ale budeme povídat později.

Transportní vrstva
Vrstva č. 4, anglicky transport layer. Tato vrstva zajišťuje přenos dat mezi koncovými
uzly. Jejím účelem je poskytnout takovou kvalitu přenosu, jakou požadují vyšší
vrstvy. Vrstva nabízí například spojově (TCP) a nespojově orientované (UDP)
protokoly.
TCP – Zajišťuje přenos dat se zárukami, který vyžadují aplikace, kde nesmí „chybět
ani paket“. Jedná se o přenosy souborů, e-mailů, WWW stránek atd. Záruka se
vztahuje na řešení ztrát přenášených paketů, zachování jejich pořadí a odstranění
duplikace. Jednotkou posílané informace je na této vrstvě TCP segment.
UDP – Zajišťuje přenos dat bez záruk, který využívají aplikace, u kterých by bylo na
obtíž zdržení (delay) v síti způsobené čekáním na přenos všech paketů a ztráty se
dají řešit jiným způsobem (např. snížení kvality, opakování dotazu). Využívá se pro
DNS, VoIP, streamované video, internetová rádia, vyhledávání sdílených souborů v
rámci sítě DC++, on-line hry atp.
Hlavním úkolem transportní vrstvy referenčního modelu ISO/OSI je poskytovat
efektivní přenosové služby své bezprostředně vyšší (tj. relační) vrstvě. Tyto služby
přitom mohou mít spojovaný (connection-oriented) i nespojovaný (connectionless)
charakter. Stejný charakter a stejnou podstatu však mají i služby síťové vrstvy, které
transportní vrstva sama využívá. Do značné míry analogické jsou v obou vrstvách i
mechanismy adresování a řízení toku dat. Zákonitě se pak nabízí otázka, proč je
vlastně nutná samostatná transportní vrstva, když alespoň na první pohled nenabízí
nic principiálně jiného, než vrstva síťová?
Odpověď na tuto otázku je skryta v obrázku
Obr. 2-3. Ukazuje totiž, že komunikace dvou koncových účastníků se transportní
vrstva zúčastňuje jen na obou koncových počítačích, zatímco v jednotlivých
meziuzlech se na přenosu podílí jen tři nejnižší vrstvy - fyzická, linková a síťová. V
případě rozlehlých sítí jsou tyto mezilehlé uzly (též: uzly IMP, viz 32. díl) často jen
přepojovacími uzly v rámci komunikační podsítě, a vyšší vrstvy u nich nemusí být
vůbec realizovány. Tak je tomu například u většiny veřejných datových sítí, které jsou
provozovány nejrůznějšími spojovými organizacemi. A zde je právě kámen úrazu je-li komunikační podsíť majetkem spojové organizace, musí uživatelé a jejich
koncové (hostitelské) počítače vystačit s tím, co jim komunikační podsíť
prostřednictvím své síťové vrstvy nabízí. Chtějí-li něco jiného - například spolehlivou
přenosovou službu místo nespolehlivé, spolehlivější místo méně spolehlivé,
spojovanou místo nespojované apod. - musí si vše potřebné zajistit sami. A to právě
v transportní vrstvě.
Transportní vrstva je tedy v referenčním modelu ISO/OSI především proto, aby
vyšším vrstvám poskytovala kvalitnější přenosové služby, než jaké ve skutečnosti
dokáže poskytovat vrstva síťová. Současně s tím pak může uživatele resp. vyšší
vrstvy odstiňovat od konkrétních specifik používané komunikační podsítě, od její
přenosové technologie, a především pak od všech nedokonalostí podsítě.
25
Transportní vrstva je tedy vlastně rozhraním mezi poskytovateli přenosových služeb
(komunikační podsítí) a jejich uživateli (nejvyššími třemi vrstvami). Je také "poslední
instancí", která může změnit nespojovaný charakter poskytované přenosové služby
na spojovaný a naopak. To je možné udělat také na úrovni síťové vrstvy, nikoli však
již na úrovni vyšších vrstev, které jsou uživateli těchto služeb.
K lepšímu pochopení úlohy transportní vrstvy nám pomůže bližší přiblížení rozdílu
mezi transportním a síťovým spojením. Transportní spojení (transport connection) je
spojení, které vzniká mezi dvěma entitami transportní vrstvy (v případě spojovaných
služeb). Ve skutečnosti je však realizováno prostřednictvím nižších vrstev, tedy
prostřednictvím síťových spojení (network connections) jako spojení mezi dvěma
entitami na úrovni síťové vrstvy. Standardně se každé jednotlivé transportní spojení
realizuje prostřednictvím jednoho síťového spojení. Pokud ale transportní spojení
požaduje vyšší přenosovou kapacitu, než jakou dokáže zajistit jedno síťové spojení,
může být jedno transportní spojení zajišťováno pomocí více spojení síťových.
Transportní vrstva se pak stará o rozdělení přenášených dat mezi jednotlivá síťová
spojení tak, aby to pro vyšší vrstvy bylo transparentní (tj. neviditelné).
Může však nastat i opačný případ. Pokud je zapotřebí vytvořit více transportních
spojení s relativně malými nároky na přenosovou kapacitu, může být vždy několik z
nich realizováno prostřednictvím jediného síťového spojení. Takováto potřeba
nastává např. při použití více terminálů, z nichž každý vyžaduje samostatné
transportní spojení se vzdálených počítačem. Jsou-li ale tyto terminály používány
spíše příležitostně a jsou-li fyzicky blízko sebe, může být dosti neekonomické
zřizovat pro každý z nich samostatné síťové spojení. Potřebné přepínání
(multiplexování) jednoho sdíleného síťového spojení mezi více transportních spojení
pak zajišťuje opět transportní vrstva.
Pro transportní vrstvu je velmi podstatné, jakou kvalitu může předpokládat u služeb,
které jí poskytuje síťová vrstva. Této kvalitě pak musí být přizpůsobeny přenosové
protokoly transportní vrstvy, mají-li vyšší vrstvy odstiňovat od všech specifik a
nedokonalostí komunikační podsítě resp. síťové vrstvy.
Služby síťové vrstvy se v této souvislosti rozdělují na tři kategorie. Do kategorie A
patří síťové služby, které ztrácí či přenáší s chybou jen zcela zanedbatelné procento
paketů, a u kterých prakticky nedochází k výpadkům již jednou navázaných spojení.
Takovéto síťové služby lze považovat za (téměř) dokonalé, a transportní vrstva pak
má při jejich použití nejméně práce. Kvality kategorie A dosahují síťové služby
některých lokálních sítí, zatímco v případě rozlehlých sítí je kategorie A vzácnější
než šafrán.
Do kategorie B spadají síťové služby, které jsou z hlediska přenosu jednotlivých
paketů stejně spolehlivé jako kategorie A, ale u kterých dochází častěji k výpadkům
spojení. Tedy k situacím, kdy z různých důvodů (přetížení, poruchy hardwaru, chyby
v softwaru apod.) dochází k předčasnému ukončení (výpadku) dříve navázaného
spojení. Transportní vrstva se s tím dokáže účinně vyrovnat (opětovným navázáním
nového síťového spojení) a existenci výpadků před vyššími vrstvami skrýt. Má s tím
26
však samozřejmě "více práce", než v případě síťových služeb kategorie A. Do
kategorie B spadá obvykle většina veřejných datových sítí na bázi doporučení X.25.
Do kategorie C pak patří všechny ostatní síťové služby. Transportní vrstva je musí
považovat za nespolehlivé, a potřebnou spolehlivost zajistit sama. Protokoly
transportní vrstvy, které musí využívat služby této kategorie, jsou pak samozřejmě
nesložitější a nejkomplikovanější.
Referenční model ISO/OSI se vyrovnává s odlišnou kvalitou služeb na úrovni síťové
vrstvy zavedení pěti různých tříd přenosových protokolů na úrovni transportní vrstvy
(transportních protokolů).






Třída 0 (TP0, Transport Protocol class 0) transportní protokoly, které využívají
síťové služby kategorie A. Jsou jednoduchou "obálkou" nad příslušnými
síťovými protokoly, a navíc zajišťují prakticky jen nezbytné navazování a
rušení transportních spojení.
Třída 1 (TP1) předpokládá použití síťových služeb kategorie B, a musí se tedy
umět vyrovnat s případnými výpadky spojení na úrovni síťové vrstvy.
Třída 2 (TP2) předpokládá opět použití síťových služeb kategorie A, tedy
takových, které může považovat za dostatečně spolehlivé - stejně jako v
případě třídy 0. Transportní protokoly třídy 2 jsou však navíc schopné zajistit
potřebné multiplexování jednoho síťového spojení mezi více spojení
transportních (viz výše).
Třída 3 (TP3) je kombinací tříd 1 a 2. Předpokládá síťové služby kategorie B,
a dokáže je multiplexovat mezi více spojení transportních.
Třída 4 (TP4) je určena pro použití nad síťovými službami kategorie C.
Transportní protokoly této třídy musí "počítat s nejhorším", a jsou tedy ze
všech transportních protokolů nejsložitější a nejkomplikovanější.
Relační vrstva
Vrstva č. 5, anglicky session layer. Smyslem vrstvy je organizovat a synchronizovat
dialog mezi spolupracujícími relačními vrstvami obou systémů a řídit výměnu dat
mezi nimi. Umožňuje vytvoření a ukončení relačního spojení, synchronizaci a
obnovení spojení, oznamovaní výjimečných stavů. Do této vrstvy se řadí: NetBIOS,
RPC. K paketům přiřazuje synchronizační značky, které využije v případě vrácení
paket (např. z důvodu, že se během přenosu dat poškodí síť) k poskládání
původního pořadí.
Jak jsme si již naznačili dříve, čtyři nejnižší vrstvy referenčního modelu ISO/OSI jsou
zaměřeny především na vlastní přenos dat mezi jednotlivými uzlovými počítači.
Každá z nich přitom poskytuje "o něco více" než vrstva bezprostředně nižší - čtvrtá
(tj. transportní) vrstva pak nabízí prostředky pro takovou komunikaci dvou koncových
počítačů resp. účastníků, která je nezávislá na konkrétní komunikační podsíti, na její
topologii i na dalších specifikách. Vyšší vrstvy referenčního modelu ISO/OSI jsou pak
již orientovány spíše na potřeby síťových aplikací. Samy využívají přenosové služby
transportní vrstvy, a přidávají k nim takové funkce a schopnosti, které by měly být
užitečné pro většinu aplikací. Takový je tedy smysl existence páté (relační), šesté
(prezentační), a vlastně i sedmé (aplikační) vrstvy ISO/OSI modelu.
27
Referenční model ISO/OSI tedy vychází z představy, že jednotlivé aplikace by měly
mít k dispozici a měly by využívat ještě dokonalejší a obecnější služby, než jaké
nabízí transportní vrstva. Jejich realizaci pak referenční model svěřuje relační
(session) a prezentační (presentation) vrstvě. Mlčky tím ovšem předpokládá, že je
budou využívat všechny aplikace, nebo alespoň většina z nich - jen pak totiž má
rozumný smysl realizovat je pro všechny aplikace společně. Existuje ale velké
množství aplikací, které tento předpoklad nesplňují, a které plně vystačí s takovými
službami, jaké nabízí již transportní vrstva. V tomto ohledu není jistě bez zajímavosti,
že "konkurenční" soustava protokolů TCP/IP vychází z přesně opačné úvahy než
referenční model ISO/OSI - svým aplikacím nabízí pouze přenosové služby na úrovni
transportní vrstvy. Potřebuje-li některá aplikace resp. služba aplikační vrstvy služby
obecnějšího charakteru, musí si je realizovat sama vlastními silami. To je také důvod,
proč soustava protokolů TCP/IP, na které je vybudována např. síť ARPANET resp.
dnešní Internet, s existencí relační a prezentační vrstvy vůbec nepočítá.
Relační vrstvu s takovými funkcemi, jaké jí přisuzuje referenční model ISO/OSI,
neměla v době jeho zavedení žádná síť - snad s výjimkou sítě SNA firmy IBM, která
má obdobné funkce realizovány ve více různých vrstvách.
Při vytváření samotného referenčního modelu ISO/OSI byla kolem relační vrstvy a
jejích úkolů velká diskuse. Některé alternativní návrhy, které se v té době objevily, s
relační vrstvou dokonce vůbec nepočítaly. Nakonec se však relační vrstva do
referenčního modelu přeci jen prosadila. Spolu se svou bezprostředně nadřazenou
(tj. prezentační vrstvou) však byla a nadále je relativně nejméně propracovanou
vrstvou.
Pro správné pochopení smyslu relační vrstvy je dobré si nejprve ozřejmit onen
poněkud vágní termín relace (session). Nejnázornější bude zřejmě analogie s
telefonním hovorem - ten je třeba nejprve vytočit (čímž vzniká analogie transportního
spojení), a pak je možné jeho prostřednictvím vést rozhovor (relaci) dvou účastníků.
Relaci tedy můžeme považovat za spojení mezi dvěma koncovými účastníky na
úrovni bezprostředně vyšší, než je vrstva transportní. Obvykle je každé takovéto
spojení (relace) zajišťováno prostřednictvím jednoho transportního spojení (tj. spojení
na úrovni transportní vrstvy), které je zřizováno a rušeno při zřizování resp. rušení
relace - viz obrázek. Je ovšem možný i takový případ, kdy jedno transportní spojení
zajišťuje dvě nebo více po sobě jdoucích relací, Obr. 2-5. b/. Použijeme-li opět
analogii s telefonním hovorem, odpovídá tato situace tomu, že dva účastníci
telefonního hovoru svůj rozhovor dokončí, ale místo zavěšení předají telefon jiné
dvojici, která se může začít bavit o něčem zcela jiném - tedy zahájit nový rozhovor
(relaci).
28
Obr. 2-5 Vztah relace a transportního spojení
a/ jedna relace - jedno transportní spojení
b/ více relací - jedno transportní spojení
c/ jedna relace - více transportních spojení
Podobně, jako se transportní vrstva snaží zakrýt případné výpadky spojení na úrovni
síťové vrstvy, měla by se i relační vrstva dokázat vyrovnat s případným výpadkem
transportního spojení, a zajistit pokračování relace prostřednictvím nově zřízeného
transportního spojení - viz Obr. 2-5. c/. V naší "telefonní" analogii to odpovídá situaci,
kdy v průběhu rozhovoru dvou účastníků je jejich hovor přerušen, a oni si musí
zavolat znovu, aby svůj rozhovor dokončili.
Zajímavou odlišností relace od transportního spojení je i způsob jejího ukončení. V
případě transportního spojení nabízí referenční model ISO/OSI jen prostředky pro
jednostranné direktivní ukončení spojení, kterému druhá strana nemá možnost
zabránit. Na úrovni relační vrstvy se však předpokládá spíše ukončení na základě
vzájemné dohody obou zúčastněných stran. Přesněji na návrh jedné strany, který ale
druhá strana má možnost odmítnou a zajistit si tak pokračování relace.
Jedním z hlavních úkolů relační vrstvy je řízení dialogu mezi oběma koncovými
účastníky. Tak jako při telefonním rozhovoru není možné (či alespoň slušné), aby
oba účastníci mluvili současně, existují i v počítačových sítích takové aplikace, které
vyžadují koordinované střídání obou zúčastněných při vysílání (například různé
aplikace transakčního charakteru apod.).
29
Obr. 2-6 Představa vzájemné komunikace v rámci relace
a/ plně duplexní dialog
b/ poloduplexní dialog
Relační vrstva tento požadavek zajišťuje obvykle pomocí mechanismu předávání
pověření k přenosu dat (data token) - vysílat data smí vždy jen ten, kdo vlastní tento
pomyslný štafetový kolík (pověření resp. token), viz Obr. 2-6. b/. Relační vrstva
přitom nabízí prostředky, pomocí kterých lze pověření předat, nebo si jej naopak
vyžádat.
Dalším důležitým úkolem relační vrstvy je tzv. synchronizace (synchronization, též:
checkpointing). K jejímu pochopení si nejprve představme následující situaci:
příjemcem dat v rámci určité relace nechť je počítač, který si přijímaná data průběžně
zapisuje na disk, případně je ihned tiskne na tiskárně. Dojde-li náhle k poruše disku
či tiskárny (nebo jí např. dojde papír, toner apod.), může příjemce přijít o určitý objem
dat, které jinak v pořádku přijal (tj. které byly transportní vrstvou bezchybně
doručeny).
Obecně se na úrovni relační vrstvy rozlišují tři způsoby vedení dialogu - plně
duplexní (v terminologii RM ISO/OSI: TWS resp. Two-Way-Simultaneous),
poloduplexní (TWA resp. Two-Way-Alternate) a simplexní (One-Way). Mechanismus
předávání pověření se přitom týká samozřejmě jen poloduplexního dialogu.
Zdůrazněme si však, že způsob vedení dialogu nemá nic společného s duplexním,
poloduplexním či ev. simplexním charakterem přenosového kanálu. Všechna spojení
30
v referenčním modelu ISO/OSI jsou obecně plně duplexní, a umožňují tedy současný
přenos dat oběma směry. Různé aplikace však z různých důvodů nemusí této
možnosti využívat, a po plně duplexním spoji mohou vést jen poloduplexní dialog.
Obr. 2-7 Představa kontrolních bodů
Co je pak zapotřebí, je možnost "vrátit se o kousek zpět", a ztracená data přenést
znovu. Tedy znovu dosáhnout potřebné synchronizace (vzájemného souladu).
Relační vrstva řeší tento problém možností vkládat do přenášených dat kontrolní
body (synchronization points, checkpoints). Příjemci pak umožňuje, aby si na
vysílajícím vyžádal návrat k zadanému kontrolnímu bodu, a nové vyslání těch dat,
která leží za tímto bodem.
Není ovšem úkolem relační vrstvy pamatovat si přenášená data tak, aby byl možný
návrat k existujícím kontrolním bodům. Tato data si musí "pamatovat" sám jejich
odesilatel, který služeb relační vrstvy využívá. Aby si ale nemusel uchovávat
zbytečně velké objemy dat, rozlišuje relační vrstva dva druhy kontrolních bodů hlavní (major) a vedlejší (minor). Rozdíl mezi nimi je ten, že přes vedlejší kontrolní
bod se vracet lze, zatímco přes hlavní kontrolní bod již nikoli. Pro vysílajícího z toho
pak vyplývá, že si musí "pamatovat" přenášená data jen od posledního hlavního
kontrolního bodu - viz.Obr. 2-7

Prezentační vrstva
Vrstva č. 6, anglicky presentation layer. Funkcí vrstvy je transformovat data do tvaru,
který používají aplikace (šifrování, konvertování, komprimace). Formát dat (datové
struktury) se může lišit na obou komunikujících systémech, navíc dochází k
transformaci pro účel přenosu dat nižšími vrstvami. Mezi funkce patří např. převod
kódů a abeced, modifikace grafického uspořádání, přizpůsobení pořadí bajtů a
podobně. Vrstva se zabývá jen strukturou dat, ale ne jejich významem, který je znám
jen vrstvě aplikační. Příklady protokolů: SMB (Samba).
31
Obr. 2-8 Možnosti konverze a/ typu "každý s každým"b/ se společným "mezitvarem"
Pět nejnižších vrstev referenčního modelu ISO/OSI dělá vše pro to, aby přenášená
data vždy dorazila ke svému koncovému příjemci přesně v takové podobě, v jaké
byla vyslána. Stejná "podoba" však ještě nezaručuje, že pro příjemce nebudou jedna
a tatáž data představovat něco jiného, než pro jejich odesilatele.
Obavy z různé interpretace přenášených dat nejsou zdaleka bezdůvodné. Stačí si
uvědomit, že např. střediskové počítače firmy IBM používají pro kódování znaků kód
EBCDIC, zatímco drtivá většina ostatních používá ke stejnému účelu kód ASCII. Ke
znázornění celých čísel se znaménkem používá většina počítačů tzv. dvojkový
doplňkový kód, ale např. počítače CDC Cyber pracují s tzv. jedničkovým doplňkovým
kódem. Mikroprocesory 80x86 firmy Intel číslují jednotlivé byty (ve slovech,
dvojslovech atd.) jedním směrem, zatímco například mikroprocesory řady M68000
firmy Motorola číslují jednotlivé byty přesně opačně. Velmi časté jsou pak také
odlišnosti například ve formátu čísel v pohyblivé řádové čárce, odlišné rozsahy
zobrazitelných celých čísel (dané počtem k tomu vyhrazených bitů) apod.
Různé počítače tedy v obecném případě používají různé způsoby vnitřní
reprezentace dat. Mají-li si takové počítače svá data korektním způsobem vzájemně
předávat, musí být vhodným způsobem zajištěny jejich nezbytné konverze. A ty má v
referenčním modelu ISO/OSI na starosti právě prezentační vrstva (presentation
layer).
Prezentační vrstva se tedy stará o to, aby například celé číslo bez znaménka s
hodnotou 234 bylo přijato opět jako celé číslo bez znaménka s hodnotou 234, a ne
např. jako celé číslo se znaménkem s hodnotou -22. Není však již úkolem
prezentační vrstvy zabývat se tím, co toto číslo znamená. Zda jde např. o počet
32
osob, o číslo stránky v knize, o procentuální výši inflace či něco docela jiného. To
přísluší až vlastním aplikacím, které jsou zdrojem resp. příjemcem těchto dat.
Pro zajištění nezbytných konverzí na úrovni prezentační vrstvy se nabízí dvě
základní možnosti, které naznačuje obrázek Obr. 2-8. První z nich představuje
vzájemné přímé přizpůsobení stylu "každý s každým", při kterém jsou přenášená
data konvertována jen jednou - jsou-li ovšem k dispozici nezbytné konverzní rutiny
pro libovolnou dvojici komunikujících uzlů. Ve druhém případě jsou přenášená data
konvertována dvakrát: ze tvaru, se kterým pracuje odesilatel, jsou nejprve převedena
do společného "mezitvaru", a z něj pak do takového tvaru, s jakým pracuje jejich
příjemce. Nevýhoda dvojí konverze je zde kompenzována tím, že pro každou
konkrétní reprezentaci dat, se kterou pracuje nějaký počítač, stačí jediná konverzní
utilita pro jejich převod z/do společného "mezitvaru".
Referenční model ISO/OSI předpokládá právě tuto druhou variantu se společným
mezitvarem. Podívejme se proto na její podstatu poněkud podrobněji.
Chtějí-li vzájemně spolupracovat dvě různé síťové aplikace, musí se nejprve domluvit
na společných datových strukturách, které budou používat - tedy například na tom,
že datum budou reprezentovat jako záznam (record) tvořený třemi položkami (DEN,
MESIC a ROK), které jsou samy o sobě celými čísly bez znaménka. Tyto datové
struktury je ovšem nutné vyjádřit tak, aby jejich popis byl pro obě strany srozumitelný,
a obě strany si jej také stejně vykládaly. Kdyby byly všechny síťové aplikace psány v
jediném vyšším programovacím jazyku, stačilo by použít právě tento jazyk.
Předpoklad použití jediného programovacího jazyka však nebyl, není a zřejmě nikdy
nebude v praxi splněn, a tak bylo nutné vytvořit pro potřeby formálního popisu dat a
datových struktur zvláštní jazyk, který byl nazván ASN.1 (Abstract Syntax Notation).
Umožňuje definovat jednotlivé datové položky, stanovit jejich typ (tj. určit, zda jde
např. o celé číslo se znaménkem, znakový řetězec či logickou hodnotu apod.),
přidělit jim jméno (identifikátor), a také sestavit z jednoduchých datových položek
obecnější datové struktury typu záznam, pole, seznam, množina apod.
33
Obr. 2-9 Představa fungování prezentační vrstvy
Jazyk ASN.1, který vzdáleně připomíná jazyk Pascal, je tedy jazykem pro formální
popis dat - což se v terminologii ISO/OSI modelu označuje jakoabstraktní
syntaxe (abstract syntax). Abstraktní proto, že ještě neurčuje žádný konkrétní
způsob reprezentace těchto dat. Pro potřeby vlastního přenosu je ale samozřejmě
nutné veškerá data vhodným způsobem zakódovat. Způsob kódování datových
struktur jazyka ASN.1 pro potřeby jejich přenosu pak určuje samostatná norma
organizace ISO (IS 8825). Formát skutečně přenášených dat se přitom v terminologii
ISO/OSI modelu označuje jako přenosová syntaxe (transfer syntax). Její konkrétní
tvar je založen na myšlence, že každá jednotlivá položka dat by měla být
samoidentifikující, tedy měla by sebou nést i informaci o vlastním typu. Každá datová
položka proto má při přenosu tři části, které po řadě určují její typ, délku a vlastní
obsah (viz Obr. 2-9.).
Způsob fungování prezentační vrstvy názorně ilustruje obrázek Obr. 2-9. Kdykoli
chce nějaká entita aplikační vrstvy zaslat určitá data své partnerské entitě na jiném
uzlovém počítači, předá "své" prezentační vrstvě jednak vlastní data, která si přeje
odeslat, a jednak jejich popis v jazyce ASN.1 (který definuje jejich abstraktní syntaxi).
Prezentační vrstva na základě tohoto popisu dokáže správně interpretovat jednotlivé
položky dat (určit mj. jejich typ a velikost), a na základě toho je pak zakódovat do
takového tvaru, který je vhodný pro přenos, a který si sebou nese potřebné
informace o typu a formátu přenášených dat (tj. převést je do přenosové syntaxe).
Prezentační vrstva na straně příjemce pak díky tomu dokáže správně určit typ a
formát přijatých dat, a v případě potřeby provést nezbytné konverze. Jestliže
například přenosová syntaxe počítá s vyjádřením celých čísel se znaménkem ve
dvojkovém doplňku, ale příjemce používá ke stejnému účelu jednotkový doplněk,
34
může prezentační vrstva příjemce provést nezbytné konverze ještě dříve, než přijatá
data předá své bezprostředně vyšší (tj. aplikační vrstvě).
Prezentační vrstvy příjemce a odesilatele se však nejprve musí shodnout na tom,
jaké datové struktury si vlastně budou předávat, a jakou budou pro ně používat
přenosovou syntaxi. Proto se musí obě strany na začátku vzájemného spojení
(přesněji: při zahajování relace) nejprve dohodnout na jednom nebo několika
tzv. kontextech, jak se v terminologii ISO/OSI modelu nazývá přiřazení přenosové
syntaxe k syntaxi abstraktní. V průběhu relace se pak mohou mezi těmi kontexty, na
kterých se oba dohodli, dokonce přepínat.
Obr. 2-10 Představa překladače jazyka ASN.1
V současné době je praktické používání jazyka ASN.1 značně usnadněno existencí
překladačů z tohoto jazyka do obvyklých vyšších programovacích jazyků, např. do
Pascalu či jazyka C. Jak názorně ukazuje obrázek Obr. 2-10 , je vstupem tohoto
překladače popis datových struktur v jazyku ASN.1, a výstupem jednak ekvivalentní
popis v příslušném cílovém jazyku (tedy např. v C či v Pascalu), který pak lze
přilinkovat ke zdrojovému tvaru vlastní aplikace, a dále také kódovací a dekódovací
rutiny (určené pro potřeby prezentační vrstvy), které převádí datové struktury z
příslušného cílového jazyka přímo do jejich přenosové syntaxe resp. obráceně.
Hlavním úkolem prezentační vrstvy je tedy zajištění nezbytných konverzí
přenášených dat. Není to ovšem úkol jediný - na úrovni prezentační vrstvy může být
například řešeno také zabezpečení přenášených dat pomocí šifrování (encryption),
které ovšem lze realizovat i na úrovni fyzické nebo transportní vrstvy. Pro
minimalizaci objemu přenášených dat pak může být na úrovni prezentační vrstvy
zajišťována i jejich komprimace (compression).

Aplikační vrstva
Vrstva č. 7, anglicky application layer. Účelem vrstvy je poskytnout aplikacím přístup
ke komunikačnímu systému a umožnit tak jejich spolupráci. Do této vrstvy se řadí
například tyto služby a protokoly: FTP, DNS, DHCP, POP3, SMTP, SSH, Telnet,
TFTP
35
Jde-li o samostatný počítač, jsou aplikacemi jednotlivé uživatelské programy, a
"zbývající" částí programového vybavení je operační systém, který uživatelským
programům zprostředkovává využití nejrůznějších zdrojů a prostředků daného
počítače - disků, operační paměti, klávesnice, displeje, dalších V/V zařízení apod. V
případě uzlů počítačové sítě je pak odlišnost pouze v tom, že síťový operační
systém, který v sobě implementuje jednotlivé vrstvy vrstvového síťového modelu,
zprostředkovává aplikacím navíc ještě všechno to, co vlastní síť nabízí - tedy
především možnost komunikace s aplikacemi, běžícími na jiných uzlových
počítačích, případně i přístup k technickým prostředkům jiných uzlových počítačů
atd.
Obr. 2-11 Původní představa aplikační vrstvy ISO/OSI
Nyní již si můžeme přesněji vymezit funkci aplikační vrstvy (application layer) v
rámci referenčního modelu ISO/OSI. V prvním přiblížení lze říci, že je určena k tomu,
aby aplikacím poskytovala přístup do prostředí sítě na bázi ISO/OSI modelu, tedy
aby fungovala jako jakési okno (či brána) mezi aplikacemi na různých uzlových
počítačích, které si chtějí vzájemně vyměňovat nějaké informace.
Představy o podstatě a mechanismu fungování aplikační vrstvy se však v průběhu
existence referenčního modelu ISO/OSI vyvíjely a značně zpřesňovaly. Původní
představu, která se objevila v první verzi referenčního modelu, ukazuje obrázekObr.
2-11 . Zde se předpokládalo, že jednotlivé uživatelské aplikace budou zasahovat až
do vlastní aplikační vrstvy - přesněji: ty části aplikací, které se bezprostředně týkají
sítě a jejího využití, budou přímou součástí aplikační vrstvy (v terminologii ISO/OSI
36
modelu se tyto části aplikací označovaly jako aplikační entity, resp. application
entities). Zbývající části aplikací již nebyly považovány za součást "síťového
prostředí ISO/OSI modelu".
Tato představa znamenala, že jednotlivé aplikace (resp. ty jejich části, které tvořily
aplikační entity) si musely samy zajišťovat všechny služby, potřebné na úrovni
aplikační vrstvy (a to pomocí služeb, poskytovaných resp. zprostředkovaných
prezentační vrstvou). Referenční model ISO/OSI tyto služby na úrovni aplikační
vrstvy nijak podrobněji nespecifikoval, pouze je vymezil jako "takové, které jsou
potřeba pro vzájemnou komunikaci mezi otevřenými systémy, a nejsou zajišťovány
na nižších úrovních". Nespecifikoval samozřejmě ani žádné protokoly,
prostřednictvím kterých by služby aplikační vrstvy měly být realizovány.
Obr. 2-12 Současná představa aplikační vrstvy ISO/OSI
Jednotlivé protokoly pro aplikační vrstvu vznikaly až dodatečně, v průběhu práce na
implementaci síťových aplikací různého typu. Přitom se ale ukázalo, že většina
těchto aplikací má mnoho společného, a tudíž se nevyplatí, aby si každá z nich vždy
znovu implementovala to, co na úrovni aplikační vrstvy potřebuje. Proto se původní
představa referenčního modelu změnila: zajištění služeb na úrovni aplikační vrstvy
bylo svěřeno aplikačním entitám, které ale již nejsou součástí jednotlivých aplikací,
ale jsou naopak součástí síťového programového vybavení.
Diferenciace na úrovni aplikační vrstvy pak pokračovala ještě dále. Zjistilo se totiž, že
takto koncipované aplikační entity je nejvýhodnější sestavovat z ještě menších
stavebních bloků, které zajišťují jednotlivé dílčí funkce resp. služby. Tyto stavební
bloky se v současné terminologii referenčního modelu ISO/OSI označují jako prvky
37
ASE (Application Service Elements). Jsou v zásadě dvojího druhu: takové, které
zajišťují služby, potřebné pro podporu aplikací různých typů (pak jde o tzv. prvky
CASE, Common Application Service Element), a konečně takové, které realizují
specifické služby, potřebné jen pro jeden konkrétní typ aplikací (označované jako
prvky SASE, Specific Application Service Element) - viz Obr. 2-12. a Obr. 2-13.
Obr. 2-13 Prvky SASE a CASE
Vezměme si jako příklad otázku vzájemné komunikace dvou aplikací. Ta může být
realizována buď jako spojovaná, prostřednictvím (logického) spojení mezi dvěma
aplikačními entitami, nebo jako nespojovaná, zajišťovaná jednoduchou výměnnou
zpráv. Logické spojení na úrovni aplikační vrstvy, v terminologii ISO/OSI modelu
označované jako asociace (association), však musí někdo navázat, udržovat jej, a
posléze zase zrušit. To má na starosti jeden z možných prvků ASE, konkrétně ACSE
(Association Control Service Element), který patří mezi "podpůrné" prvky ASE, tj.
mezi prvky CASE.
Nespojovaná komunikace na úrovni aplikační vrstvy, realizovaná jako výměna
krátkých zpráv, má vesměs charakter vzdáleného volání procedur (remote procedure
call, v terminologii ISO: vzdálených operací, remote operation), při kterém přenášené
zprávy žádají o provedení určité akce (provedení resp. volání procedury), resp. vrací
její výsledky. Pro zajištění takovéhoto způsobu komunikace je pak určen jiný druh
podpůrného prvku (prvku CASE), a to ROSE (Remote Operations Service Element).
Dalším příkladem podpůrného prvku je prvek CCR (Commitment, Concurrency and
Recovery), který je určen především pro koordinaci vzájemné součinnosti více uzlů a
38
pro implementaci transakčního zpracování v sítích. Umožňuje dosáhnout toho, aby
posloupnost operací, vyžádaná jedním uzlem a prováděná na jiném uzlu, se vždy
provedla buďto celá, nebo se neprovedla vůbec, bez ohledu na případné výpadky,
poruchy apod.
Mezi specifické aplikační služby, které mají na starosti prvky CASE, patří například
přenos souborů, elektronická pošta, vzdálené terminálové relace apod. Referenční
model ISO/OSI přitom předpokládá, že tyto služby budou implementovány tak, aby
se vůči vlastním aplikačním procesům "tvářily" vždy stejně, jako jediné virtuální
zařízení (virtual device). Nejmarkantnější je tento přístup na způsobu, jakým se
model ISO/OSI vyrovnává se značnou různorodostí používaných terminálů, lišících
se svými parametry, způsobem ovládání apod. Mechanismus, umožňující terminálu
jednoho uzlového počítače vystupovat v roli (lokálního) terminálu jiného počítače,
počítá s existencí tzv. virtuálního terminálu. Jde vlastně o abstrakci, o hypotetický
terminál, který nemusí ve skutečnosti vůbec existovat, ale který se vždy chová
stejně. Uzlový počítač pak může předpokládat, že pracuje vždy jen s tímto jediným
typem (virtuálního) terminálu, zatímco ve skutečnosti pracuje s terminálem jiným.
Potřebné přizpůsobení mezi virtuálním terminálem a skutečně používaným
terminálem pak zajišťuje až konkrétní aplikační proces, který "svůj" terminál dobře
zná a dokáže ovládat.
Podobně je tomu i v případě přenosu souborů mezi odlišnými a vzájemně
neslučitelnými souborovými systémy (které se mohou lišit například ve vnitřní
organizaci souborů a adresářů, v konvencích pro jejich jména apod.). Zda se opět
zavádí společný "mezitvar" v podobě virtuálního systému souborů, se kterým
aplikační entity dokáží pracovat.
Pokud síťová aplikace potřebuje jiné služby, než jaké jsou jí nabízeny v souvislosti s
představou virtuálního zařízení, musí si je sama podle svých konkrétních potřeb
upravit. V rámci většiny aplikací lze proto ještě vymezit vrstvu, která zajišťuje
potřebné přizpůsobení resp. zamapování virtuálního zařízení z/do skutečného - tedy
např. "mapování" virtuálního terminálu do konkrétního reálného terminálu,
"mapování" reálného systému souborů do virtuálního apod. V terminologii ISO/OSI
modelu se tato vrstva označuje jako (uživatelský) prvek UE (User Element) - viz
obrázek Obr. 2-13.
Pro specifické služby na úrovni aplikační vrstvy (poskytované prvky SASE, viz výše),
byly a jsou postupně vytvářeny potřebné protokoly. Většina z nich dnes již má formu
mezinárodních standardů resp. norem (IS, International Standards), jiné jsou zatím
ještě ve stádiu návrhů norem (DIS, Draft International Standard).
2.2. Topologie sítí
Topologie sítí se zabývá zapojením různých prvků do počítačových sítí a zachycením
jejich skutečné (reálné) a logické (virtuální) podoby (datové linky, síťové uzly). [1][2]
Jako taková je součástí teorie grafů a zasahuje tedy i do matematiky.
39
Topologii lze zvažovat jako určitý tvar či strukturu dané sítě. Tento tvar nemusí nutně
korespondovat se skutečným fyzickým rozvržením prvků, zapojených v síti.
Například počítače v malé domácí síti mohou být uspořádány v pomyslném
kruhovém tvaru, ale nemusí to nutně znamenat, že jejich logické zapojení
představuje příklad kruhové topologie.
Typy topologie sítí:
 Sběrnicová topologie (bus) – kabel prochází okolo všech počítačů,
nerozvětvuje se (Ethernet s koaxiálním kabelem)
 Hvězdicová topologie (star) – všechny počítače připojeny k aktivnímu
prvku (Ethernet s kroucenou dvojlinkou)
 Kruhová topologie (ring) – spojení je uzavřeno a vznikne propojením obou
konců sběrnice (FDDI)
 Stromová topologie (tree) – propojení více hvězdicových sítí (typicky v
LAN)
 Obecný graf – obsahuje redundantní spoje (WAN sítě)
 Samostatný počítač (virtuální síť)
Obr. 2-14 Zjednodušené modely síťových topologií
Klasifikace síťových topologií
Topologii (vzájemné uspořádání komponent) počítačových sítí můžeme chápat ze tří
hledisek:
 Fyzická topologie popisuje reálnou konstrukci sítě, zapojená zařízení a
jejich umístění včetně instalovaných kabelů (např. UTP).
 Logická topologie se vztahuje k tomu, jak jsou data v síti přenášena a kudy
protékají z jednoho zařízení do druhého. Nemusí nutně kopírovat fyzické
schéma sítě.
40

Signálová topologie mapuje skutečné propojení mezi uzly v síti
sledováním, kudy signál prochází. (Tento termín je někdy nesprávně
užíván jako synonymum termínu logická topologie.)
Běžné fyzické topologie a jejich dělení
 dvoubodové spoje
 kruh
 hvězda
 strom
 sdílené spoje
 sběrnice
 s centrálním vysílačem
 logická topologie
 signálová topologie

Dvoubodový spoj
Nejjednodušším typem topologie je permanentní spoj mezi dvěma koncovými body.
Typickým základním modelem je například sériová linka.

Kruhová topologie
Označuje logické zapojení, při němž je každý uzel (počítač) spojen se dvěma dalšími
tak, aby společně vytvořily kruh. Přenos dat je relativně jednoduchý, nevznikají kolize
a náklady jsou nižší než např. u hvězdicové topologie. Data ovšem musí projít přes
každý uzel mezi odesílatelem a příjemcem, což přenos prodlužuje. Výpadek jednoho
uzlu ochromí celou síť. V některých případech (například Token ring) je kruhovou
topologií jen na logické úrovni a fyzicky se jedná o topologii hvězdicovou.
Obr. 2-15 Kruhová topologie
Výhody
41







přenos dat je relativně jednoduchý, protože packety se posílají jedním
směrem
přidání dalšího uzlu má jen malý dopad na šířku pásma
nevznikají kolize
minimální zpoždění (v bitech podle počtu uzlů)
průchodnost sítě je z výše uvedených důvodů ze všech ostatních topologií
nejvyšší
snadná možnost implementace záruk na množství přenesených dat za
jednotku času
množství kabelů může být menší, než u hvězdicové topologie
Nevýhody
 vstup a výstup (zapnutí a vypnutí) stanice je logicky a implementačně
komplikovaná operace
 data musí projít přes všechny členy kruhu, což zvyšuje riziko poruchy
 přerušením kruhu vzniká problém (Při vyřazeni jedné stanice další stanice
přestávají pracovat)
 při přidání nového uzlu je nutné dočasně kruh přerušit (u Token ringu jen na
zanedbatelný okamžik)

Hvězdicová topologie
Nejpoužívanější způsob propojování počítačů do počítačové sítě. Každý počítač je
připojený pomocí kabelu k centrálnímu prvku - hubu nebo switchi. Mezi každými
dvěma stanicemi existuje vždy jen jedna cesta. Toto zapojení pochází z počátků
používání výpočetní techniky, kdy byly počítače připojeny k centrálnímu počítači. To
znamená, že selhání jedné stanice neomezí provoz sítě, ovšem kolaps centrálního
prvku znamená kolaps i pro celou síť.
Obr. 2-16 Hvězdicová topologie
Výhody
42




Pokud selže jeden počítač nebo kabel nebude fungovat spojení pouze pro
jednu stanici a ostatní stanice mohou vysílat i přijímat nadále
Dobrá výkonnost v porovnání se sběrnicovou topologií. To souvisí s tím, že na
jednom kabelu je připojen pouze jeden počítač a tudíž jednak nedochází ke
kolizím mezi pakety a také může současně přenášet data více počítačů.
Snadno se nastavuje a rozšiřuje
Závady se dají snadno nalézt
Nevýhody
 U větších sítí vyžadováno velké množství kabelů - ke každému počítači jeden.
 Potřeba extra hardware v porovnání se sběrnicovou topologií.
 V případě selhání centrálního síťového prvku přestane fungovat celá síť.

Stromová topologie
Často využívaná v rozsáhlejších počítačových sítích. Vychází z hvězdicové topologie
spojením aktivních síťových prvků, které jsou v centrech jednotlivých hvězd. V
případě, že selže jeden síťový prvek, výpadek ovlivní pouze část sítě pod něj
spadající. Ostatní části sítě ale mohou dále pracovat. - Viz podrobný článek
Stromová topologie
Výhody
 Pokud selže jeden aktivní síťový prvek, ostatní části sítě mohou dále
pokračovat.
 Snižuje se potřebné množství kabelů.
 Zvýšení bezpečnosti - zvyšuje se obtížnost odposlouchávání síťové
komunikace.
Obr. 2-17 Stromová topologie

Sběrnicová topologie
Spojení zprostředkovává jediné přenosové médium (sběrnice), ke kterému jsou
připojeny všechny uzly sítě. Má nízké pořizovací náklady, ale omezenou rychlost
43
přenosu a také v ní může docházet ke kolizím. Problém nastává, jakmile chtějí dva
klienti na síti vysílat ve stejný okamžik - vzniká kolize. Vzhledem k tomu, že se tato
situace děje poměrně často, musí mít systémy, které používají ke vzájemné
komunikaci sběrnicovou topologii, implementované schéma pro vyvarování se
takových kolizí. V počítačových sítích se obvykle používá tzv. systém náhodného
přístupu (CSMA), který se kolizím snaží předcházet a v případě že nastanou - řeší je.
Celá síť využívající sběrnicové topologie je také kolizní doménou. Existují ale také
deterministické systémy synchronizace (zasílání speciálního paketu). Je vhodná
spíše pro malé a dočasné sítě.
Výhody
 Snadná realizace a snadné rozšíření jíž stávající sítě.
 Nevyžaduje tolik kabeláže jako např. hvězdicová topologie.
 Vhodná pro malé nebo dočasné sítě, které nevyžadují velké rychlosti přenosu.
Nevýhody
 Nesnadné odstraňování závad.
 Omezená délka kabelu a také počtu stanic.
 Pokud nastane nějaký problém s kabelem, celá síť přestane fungovat.
 Výkon celé sítě rapidně klesá při větších počtech stanic nebo při velkém
provozu.
Obr. 2-18 Sběrnicová topologie
Otázky
1. Co je to ISO/OSI model
44
2. Popište fyzickou vrstvu ISO/OSI modelu
3. Popište linkovou vrstvu ISO/OSI modelu
4. Popište síťovou vrstvu ISO/OSI modelu
5. Popište transportní vrstvu ISO/OSI modelu
6. Popište relační vrstvu ISO/OSI modelu
7. Popište prezentační vrstvu ISO/OSI modelu
8. Popište aplikační vrstvu ISO/OSI modelu
9. Jaké jsou základní síťové topologie
10. Jaké jsou výhody stromové topologie

Další zdroje
[1] DOSTÁLEK, Libor, KABELOVÁ, Alena. Velký průvodce protokoly TCP/IP a
systémem DNS, 2. akt. vyd., Computer Press, Praha, 2000, 425 s. ISBN: 807226-323-4
[2] THOMAS, Thomas M. Zabezpečení počítačových sítí bez předchozích znalostí,
CP Books, a.s., Brno, 2005, 338 s. ISBN: 80-251-0417-6
[3] PETERKA, Jiří. E-archiv Jiřího Peterky: Referenčný model ISO/OSI – jeho vznik
[online]. 1992, 1.12.1992 [cit. 2008-11-12]. Dostupné na Internete:
http://www.earchiv.cz/a92/a212c110.php3
[4] DOSEDĚL, Tomáš. Počítačová bezpečnost a ochrana dat, Computer Press,
Brno, 2004, 190 s. ISBN: 80-251-0106-1
[5] DOSTÁLEK, Libor.: Velký průvodce protokoly TCP/IP: Bezpečnost. 2.
Aktualizované vydání, Computer Press, Praha, 2003, 571 s. ISBN: 80-7226-849X
[6] MILOŠ, Jiří. Kryptografické metody zabezpečení dat. Brno: Vysoké učení
technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2008. 43
s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Petra Lambertová.
45
Struktura KNX protokolu
3 Struktura KNX protokolu.


Cíl:
Po prostudování tohoto odstavce budete umět
 Protokoly KNX dle ISO/OSI modelu



Výklad
Systém KNX je navržen jako univerzální systém pro řízení budov a bytů což zahrnuje
velkou škálu objektů o velikost od jednotek místností a čtverečních metrů a ž po celé
komplexy budov a z tohoto důvodu se od počátku předpokládalo s využitím různých
fyzických medií, různé topologie sítě a v neposlední řadě i pro využití různými
aplikacemi s rozdílnými požadavky na objem přenášených dat v systému. Jedná se
ve své podstatě z pohledu komunikace o heterogenní komunikační síť
s nedefinovanou a v některých případech i s dynamicky se měnící topologií. Z tohoto
důvodu je nutno striktně dodržovat oddělení dat od jejich intepretace. Zde je pak
s výhodou využit ISO/OSI síťový model, který právě tyto vlastnosti nabízí.
3.1. KNX Fyzická vrstva

Komponenty fyzické vrstvy
Fyzická vrstva je vrstva mezi fyzickou vrstvou a mediem. Fyzická vrstva je v souladu
s definicí modelu ISO/OSI fyzické vrstvy. Skládá se z následujících částí, viz Obr. 3-1
 Logická jednotka fyzické vrstvy
 Vrstvy připojení k médiu - Medium Attachment Unit (MAU)
 fyzického rozhraní (tj. konektor)
 media
Volitelně pak definuje způsob napájení zařízení
 napájení po komunikačním médiu
 napájení ze sítě nebo pomocného zdroje
 bateriově napájené zařízení
 zařízení s mikrogenerátorem
46

Fyzická vrstva – Funkce logické jednotky
Ve směru přenosu logické jednotky musí serializovat každý datový oktet v sekvenci
datových bitů. Pak se vypracovává rámec datových bitů na základě informací
poskytnutých prostřednictvím parametrů. Nakonec logická jednotka musí
transformovat rámec datových bitů v asynchronně časovaný logický signál. V
přijímacím směru logická jednotka musí změnit logický signál obdržený MAU
z bitového toku. Logický signál sám a datový rámce musí být zkontrolovány,
popřípadě opraveny (rekonstruovány). Pak logická jednotka agreguje bitový tok na
datové oktety. Medium – nezávislá podvrstva fyzické vrstvy přenáší datové rámce od
odesílatele k příjemci.
Obr. 3-1 Blokové schéma fyzické vrstvy

Úloha jednotky připojení k médiu (MAU)
Jednotka přístup k médiu (MAU) kóduje logické signály na fyzické a naopak
dekóduje fyzické signály na logické. Ke sběrnici přistupuje (je připojena) pomocí
konektoru nebo jiného rozhraní. Zajišťuje ochranu proti přepětí, napájení ze sběrnice,
pokud je tato funkce médiem podporována. Tato jednotka je obvykle realizována
47
pomocí hardwaru, ale v některých případech může obsahovat i samostatný
mikrokontrolér s příslušným softwarový vybavením ve funkci modemu.

Logické rozhraní fyzické vrstvy
Logická jednotka dle obrázku xx komunikuje s linkovou vrstvou prostřednictví
standardizovaného rozhraní poskytujícího tři základní skupiny služeb:
 Ph_Data.req
- žádost / vysílání
 Ph_Data.con
- potvrzení
 Ph_Data.ind
- indikace / příjem
A v některých případech v závislosti realizaci fyzické vrstvy obsahuje navíc
doplňkové služby jako:
 Ph_Reset.req
- Reset žádost
 Ph_Reset.con
- Reset indikace
Uživatel fyzické vrstvy – Linková vrstva – předává požadavky na přenos jednotlivých
oktetů (bytů, pomocí funkce Ph_Data.reg. Dále pak funkce Ph_Data.con slouží
k potvrzení činnosti na sběrnici jako je kolize, obsazení sběrnice, chyba vysílaní nebo
příjmu bitu či oktetu. Pro příjem dat slouží služba Ph_Data.ind, která indikuje (je
vyvolána) pokud na MAU přijdou ze sběrnice data. Rovněž indikuje chybové stavy při
příjmu dat.
Další doplňkové služby slouží k synchronizaci fyzického rozhraní a linkové vrstvy a
rovněž umožňuje předávat / nastavovat vnitřní stav fyzické vrstvy.

Komunikační media
Pro systém KNX jsou definovány následující média:
 Twisted Pair 1 (viz [01])
 Power Line 110 (viz [02])
 Radio Frequency (viz [03])
 KNX IP (viz [04])
Každé médium potřebuje speciálně řešenou jednotku přístup k mediu (Medium
Attachment Unit) a přizpůsobení logiky fyzické vrstvy. Podívejte se na konkrétní
kapitoly, jak je výše uvedeno pro jednotlivá média.

Další zdroje
Dokumentace KNX Specifications v2.1.
[01] Kapitola 3/2/2 “Twisted Pair 1”
[02] Kapitola 3/2/3 “Powerline 110”
[03] Kapitola 3/2/5 “Radio Frequency”
48
[04] Kapitola 3/2/6 “KNX IP”
3.2. KNX Linkov vrstva
Linková vrstva zprostředkovává komunikaci mezi uživatelem linkové vrstvy, tj.
síťovou vrstvou pro daný protokol a fyzickou vrstvou. Linková vrstva musí být
implantována v souladu s definicemi v ISO /OSI modelu. Tato vrstva zajišťuje řízení
přístupu k médiu.
Linková vrstva je zodpovědná za přepravu jednoho rámce mezi jedním nebo více
zařízeními v jednom segmentu sítě (podsítě).
Při přenosu (vysílaní) je odpovědná za:



sestavení kompletního rámce na základě informací, které jsou ji předané ze
síťové vrstvy.
přístupu k médiu v závislosti na konkrétním přístupovém protokolu (Access
Protocol)
vysílaní rámce do datové vrstvy cílového subjektu nebo subjektů, které
využívají služeb fyzické vrstvy.
Pokud přenos selže, linková vrstva vysílacího zařízení se může rozhodnout
k opakování vysílání rámce po stanovené prodlevě. Pokud některé z přímacích
zařízení ohlásí vysílacímu zařízení, že má plný zásobník dat, musí vysílací zařízení
počkat a následně zprávu (rámec) opakovat, tj. podílí se na řízení toku.
Pokud linková vrstva je v režimu přijmu (zpracovává přicházející data z fyzické
vrstvy), je zodpovědná za:
 rozhodnutí zda přicházejíc rámec je v pořádku nebo je poškozen
 rozhodnutí zda dle cílové adresy rámce má předat zprávu do vyšší vrstvy.
 vydávání pozitivní nebo negativní potvrzení
Linková vrstva má rovněž omezení na počet opakování rámců, aby nedocházelo ke
zbytečnému přetížení sítě v případě poruchy některého zařízení. Rovněž to plátí i při
opakování z důvodu obsazenosti zásobníku cílového zařízení.
Obr. 3-2 Aktivita Linkové vrstvy
49
Linková vrstva podporu i služby jako unicast (spojení bod-bod nespojově orientované
spojení a spojově orientované spojení) mulitcast, broadcast a systémový broadcast.
Linková vrstva musí vždy použít ke komunikaci služeb fyzické vrstvy.

Možné komunikační média a jejich vliv na linkovou vrtsvu
Linková vrstva v sytému KNX je definována pro následující média:
 Twisted Pair 1
 Power Line 110
 Radio Frequency
 IP
Obecně je systém KNX navržen s otevřenou architekturou tak aby byl v budoucnu
rozšiřitelný o další komunikační.
Linková vrstva je specifická pro každé medium tak aby postihla všechny specifika
daného média. Zejména se jedná o řízení logického spoje kde je zapotřebí
přizpůsobit MAC.


Tato část kapitoly se zaměří pouze na médiu nezávislých funkcí, tedy
především na poskytované služby rozhraní k síťové vrstvě.
Pro detailnější informace o na mediu závislých částí, je možné se podívat do
specializovaných kapitol pro každé médium v [02].
Všechna fyzická média podporují obousměrnou komunikaci. Ale i přesto systém
podporuje jednosměrně komunikující zařízení.

Doménová adresa
Každé zařízení připojené k otevřenému médiu, které podporuje doménové adresy
(Domain Address) by mělo mít implementovánu právě jednu doménovou adresu,
kterou přistupuje k médiu.

Individuální adresa
Každé zařízení na sběrnici musí mít jedinečnou individuální adresu (IA – Individual
Address) v rámci celé sítě. Individuální adresa musí být 2 bytové číslo, které
obsahuje 8 bitovou adresu subsítě (SNA) a 8 bitovou adresu zařízení (DA).
Adresa zařízení v kombinaci s adresou subsítě musí být jedinečná. Směrovače
(Routery) musí mít adresu 0 na straně subsítě a zařízení mohou používat adresy
v rozsahu 1 až 255. Detaily lze nalézt v [01].
50
Zařízení nepotřebují individuální adresu ke své funkci mnou využit přednastavenou
adresu výrobcem. Tato přednastavená adresa umožní konfigurovat zařízení i po
zapojení do sítě a přes sít lze rovněž zařízení změnit jeho individuální dresu.
Obr. 3-3 Individuální adresa a její rozčlenění
Pokud hierarchická topologie se používá k umožnění snadné konfigurace směrovače
a následující doporučení se vztahuje na uspořádání adresního prostoru sítě:



Adresa podsítě se skládá z 4-bitové adresy line (Line Address - LA) a 4-bitové
adresy oblasti (Aray Address - AA).
Liniová adresa musí být unikátní v oblasti (0-15). Zařízení na Hlavní lini
v oblasti musí mít vždy na místě liniové adresy nulu (x/0/x).
Adresa Oblast adresa musí být jedinečná v rámci sítě (0-15). Zařízení
v páteřní linii musí mít nulu na pozici adresy oblasti (0/x/x)
Během běžného provozu sítě se individuální adresa používat především pro řízení
prioritního přístupu k médiu, směrovaní paketů a identifikaci odesilatele zprávy.
Největší využití individuální adresy je při konfiguraci zařízení.

Skupinová adresa
Skupinová adresa (Goup Address) musí mít velikost dvou oktetů a nemusí být
jedinečná. Jedno zařízení může využívat více skupinových adres. Sady skupinových
adres jsou definovány vždy pro celou síť, avšak některé adresy mají předefinované
funkce či vlastnosti – například při směrování. Skupinova adresa se nikdy nevyužívá
pro označení zdroje dat, ale naopak znamená vždy pouze cíl dat, který může mít i
více fyzických či logických příjemců. Aby byly považovány data za doručené, stačí,
aby i jen jeden z příjemců potvrdil přijetí za předpokladu, že žádný jiny
předpokládaný příjemce nepošle negativní potvrzení.
Podrobnosti o skupinových adresách lze nalézt například [03] nebo [04].
51
Obr. 3-4 Skupinová adresa a její rozčlenění.

Služby linkové vrstvy
Služba a protokol L_Data
Služba L Data je potvrzovanou datagramovou službou. Pokud lokální uživatel vrstvy
datových spojů připraví LSDU pro vzdáleného uživatele, použije základní službu
L_Data.req k předán! LSDU lokální vrstvě datových spojů. Lokální vrstva datových
spojů přijme požadavek na službu a pokusí se vyslat může může byt individualni
adresa nebo skupinová adresa (výběrová nebo všeobecná). Lokální vrstva datových
spojů předá lokál-nímu uživateli základní službu L Data.con indikující buď správný
nebo chybný přenos dat. Před předáním potvrzení lokálnímu uživateli musí lokální
vrstva datových spojů přijmout potvrzení od vzdálené vrstvy datových spojů (formát
rámce 2). Pokud je potvrzení kladným potvrzením (ACK), předá lokální vrstva
datových spojů lokálnímu uživateli L_Data.con s l_status = ACK. Pokud je potvrzení
BUSY, pokusí se lokální vrstva datových spojů o opakování po prostoji vedení
nejméně 150 dob bitu až do násobku busy_retry. Pokud je BUSY vráceno vícekrát
než busy_retry, předá lokální vrstva datových spolu lokálnímu uživateli L Data.con s I
status = not_ok. Ve všech ostatních případech, tj. potvrzení je NACK nebo
neplatné/porušené nebo časová prodleva po 30 dobách bitu, provede lokální vrstva
datových spojů opakování po 50 dobách bitu až do násobku nack_retry. Pokud je
vícekrát než nack_retry vráceno buď NACK nebo porušené potvrzení, nebo nastane
časová prodleva ack, předá lokální vrstva datových spojů lokálnímu uživateli
L_Data.con s (_status = not_ok. Parametry nack_retry a bustaretry jsou parametry
vrstvy datových spojů. V nejhorším případě je stejná LPDU požadavku vyslána (nack
retry + busy_retry + 1)krát předtím, než vrstva datových spojů zastaví opakované
vysílání. Pokud cilová adresa rámce požadavku odpovídá vlastní individuální adrese
nebo jedné ze skupinových adres obsažených v tabulce adres zařízení, musí být
adresován přijimač rámce požadavku datového spoje. Jinak přijímač vyřadí přijatý
rámec požadavku a následný rámec potvrzení.
Pokud přijatý rámec požadavku není správný (viz 5.8.5.2), vyšle vzdálená vrstva
datových spojů znak NACK. Pokud je přijatý rámec požadavku správný, ale vzdálená
vrstva datových spojů nemá prostředky pro jeho zpracování, vyšle vzdálená vrstva
datových spojů znak BUSY. Pokud je přijatý rámec požadavku správný, vyšle
vzdálená vrstva datových spojů znak ACK. Dále v případě správně přijatého rámce
požadavku je uživateli vrstvy datových spojů předána LSDU se základní službou L
Dataind, pokud již nebyla předtím přijata správně. K zamezení duplikace musí být již
správně přijatý rámec požadavku L.Data potvrzen a vyřazen.
52
L_Data.req (destination_address, AT, priority, Isdu)
destination address:
AT:
priority: lsdu:
tímto parametrem je buď individuální adresa nebo skupinová adresa tento parametr
obsahuje typ cílové adresy indikující, zda destination address je individuální nebo
skupinovou adresou _ tento parametr obsahuje hodnotu priority (systémová,
naléhavá, normální nebo nízká) tímto parametrem jsou uživatelská data přenášená
vrstvou datových spojů L_Data.con(destination_address, AT,priority, Isdu, l_ status)
destinationsaddress: tímto parametrem je buď individuální adresa nebo skupinová
adresa AT: tento parametr obsahuje typ cílové adresy indikující, zda destination
address je individuální nebo skupinovou adresou priority: tento parametr obsahuje
hodnotu priority (systémová, naléhavá,normální nebo nízká)
Isdu: tímtoparametrem jsou uživatelská data přenášená vrstvou datových spojů ok:
tato hodnotaparametru indikuje, že rámec požadavku byl vyslán úspěšně not_ok:
tato hodnota parametru indikuje, že vyslání rámce požadavku nebylo úspěšné
LaDataind(source_address destination_address, AT, priority, Isdu) tímto parametrem
je individuální adresa zařízení, které požadovalo službu LaData
sourceeaddress:
destination_address: tímtoparametrem je individuální adresatohoto zařízení nebo
skupinová adresa
tohoto zařízení

Další zdroje
[01] Chapter 3/1/1 “Architecture”
[02] Part 3/2 “Communication Media”
[03] Chapter 3/3/3 “Network Layer”
[04] Part 3/5 “Management”
[05] Chapter 3/5/1 “Resources”
[06] Chapter 3/6/3 “External Message Interface”
[07] Chapter 3/7/1 “Interworking Model”
3.3. KNX Sítová vrstva
3.4. KNX Transportní vrstva
3.5. KNX Relační vrstva
V systému KNX je relační vrstva prázdná. Je transparentní z pohledu komunikace se
sousedními vrstvami a neodchází k žádné modifikaci dat průchodem této vrstvy.
53

Další zdroje
[01] Kapitola 3/3/5 “Seasion Layer”
3.6. KNX Prezentační vrstva
V systému KNX je relační vrstva prázdná. Je transparentní z pohledu komunikace se
sousedními vrstvami a neodchází k žádné modifikaci dat průchodem této vrstvy.

Další zdroje
[01] Kapitola 3/3/6 “Presentation Layer”
3.7. KNX Aplikační vrstva
Otázky
1. Jaké je rozhraní fyzické vrstvy?
2. Jak ovlivňuje komunikační médium fyzickou vrstvu?
3. Jaké je rozhraní Linkové vrstvy?
4. Jak ovlivňuje komunikační medium linkovou vrstvu?
5. Jaké zařízení využívají pouze fyzickou a linkovou vrstvu ke své činnosti?
6. Co je to individuální adresa?
7. Co je to skupinová adresa?
8. Jaké je rozhraní síťové vrstvy?
9. Jak ovlivňuje komunikační medium síťovou vrstvu?
10. Jaké zařízení využívají pouze fyzickou, linkovou a síťovou vrstvu ke své činnosti?
11. Jak je realizována relační vrstva?
12. Jak je realizována prezentační vrstva?
54

Další zdroje
Seznam další literatury, www odkazů ap. pro zájemce o dobrovolné rozšíření
znalostí popisované problematiky.
55
Komunikace po TP1
4 Komunikace po TP1


Cíl:
 Co je to SELV
 Popsat komunikaci po TP1
 Strukturu paketů na TP1
 Kódování dat na TP1

Výklad
4.1. Fyzické médium
Přenosové médium označováno z anglického výrazu též jako twisted pair – TP. Z
názvu je již patrné, že se jedná o dva vodiče, které jsou vždy vzájemně kolem sebe
obtočeny, čímž se minimalizuje EMI (elektromagnetická interference – rušení) a
ztráty způsobené kapacitním odporem, přičemž se zároveň maximalizuje schopnost
EMS (elektromagnetické susceptibility – imunity). Jedná se o nejrozšířenější a
především nejpoužívanější přenosové médium v systému KNX/EIB. Při tomto
způsobu instalace se souběžně se silnoproudým vedením položí TP kabel, který
zajistí napájení zařízení pracujících na sběrnici a jehož prostřednictvím probíhá i
komunikace ve formě datových telegramů. Kabel by měl být položen pokud možno
co nejblíže silnoproudého elektrického vedení k zamezení vzniku indukčních smyček,
přičemž zakončovací odpor (terminátor) není potřebný. Kroucený pár se nabízí ve
dvou rozdílných variantách TP 0 a ve verzi TP 1 a pro přístup účastníku na sběrnici
je použito technologie CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access Collision
Avoidance). TP 0 je přezvat ze systému BatiBUS a poskytuje přenosovou rychlost
4800 bit/s, pro realizaci se výhradně používá TP 1 s přenosovou rychlostí 9600 bit/s.
Přenosová rychlost se může jevit jako nepříliš vysoká, ale s ohledem na délku
přenášených zpráv je průměrná doba potřebná pro přenos jednoho telegramu
přibližně 25 ms. Výrazně se doporučuje aplikovat certifikované kabely přímo asociací
Konnex, které jsou odlišené od ostatních TP 1 zeleným zbarvením vnějšího pláště.

medium
Průměry měděných jader zelených standardizovaných KNX TP 1 vodičů
sběrnicového kabelu byly stanoveny na 0,8 mm. Vyhovujícími kabely jsou především
YCYM 2x2x0,8 a lze také použít JY(St)Y 2x2x0,8. Certifikace se vztahuje zejména
elektrické vlastnosti krouceného páru, kde kabel o délce 1000 m musí disponovat
56
Komunikace po TP1
elektrickým odporem 72 a parazitní kapacitou 0,12 μF. Použitím těchto kabelů jsou
zaručovány vlastnosti jako:
• max. délka kabeláže 1000 m pro jednu linii
• max. vzdálenost 700 m mezi dvěma přístroji v linii
• max. vzdálenost 350 m mezi přístrojem a napájecím zdrojem
• max. počet 64 účastníků na sběrnici v jedné linii
• min. vzdálenost 200 m mezi dvěma napájecími zdroji
Obr. 4-1 TP1 kabel

SELF
Pro samotnou komunikaci a napájení účastníků v systému KNX se využívá jeden pár
červený a černý. Druhý volný pár je rezervní a je k dispozici v případě poruchy
hlavního páru, ale může se také použít pro jiné elektrické obvody v objektu pracující
s malým bezpečným napětím SELV (Safety Extra Low Voltage).
Obr. 4-2 Síť SELV v infrastruktuře rozvodných sítí
57
Komunikace po TP1
Vzhledem k tomu, že technologie KNX pracuje v síti SELV, jsou kabely před
uvedením do provozu přezkoušeny napětím o velikosti 4 kV dle EN 50090, které je
přiloženo mezi propojené vodiče spojené s pomocným stínícím drátem proti povrchu
pláště. Systém tedy pracuje se stejnosměrným bezpečným nízkým napětím na
sběrnici KNX TP 1 o velikosti 29 V. Celá síť musí být oddělena bezpečnostní izolací
od ostatních sítí a vůči zemi alespoň izolací základní. I zde platí pravidlo, že síť SELV
nesmí být uzemněna.
Obr. 4-3 Požadavky na vedení vodičů v SELV
4.2. Topologie s TP1
Základní a zároveň nejnižší úroveň hierarchické topologické struktury v systému KNX
představuje tzv. linie, která může být prakticky kladena libovolným způsobem
odvozeným z počítačové topologie sítí. Lze tedy kombinovat sběrnicové, hvězdicové
nebo stromové uspořádání. Při kombinaci však nesmí vzniknout kruhová topologie
možným uzavřením smyčky, viz obrázky níže. Na jednotlivou linii je možno připojit až
64 účastníků (senzorů, aktuátorů), musí však být opatřena vlastním napájecím
zdrojem PSU – Power Supply Unit (NZ), který by se měl nacházet v místě s
nejvyšším odběrem, tedy většinou přibližně uprostřed délky vedení. Aktuální počet
účastníků v liniích závisí na adekvátním výběru napájecího zdroje a také na
proudové spotřebě jednotlivých účastníků. Napájecí zdroje jsou poté rozděleny dle
jmenovitého výstupního proudu (160, 320, 640 a 1280 mA). Každá linie, ať už se
jedná o základní, hlavní či páteřní, vyžaduje napájecí zdroj s tlumivkou. Ten
samozřejmě poskytuje stejnosměrné napětí pro činnost všech účastníků v dané linii.
Integrovaná tlumivka je použita z bezpečnostních důvodů, kdy brání průchodu
signálů (telegramů) do napájecího zdroje, čímž je odstraněno možné negativní
58
Komunikace po TP1
ovlivňování samotným napájecím zdrojem [14]. Mnohé jednotky napájecích zdrojů
mají přímo integrovanou tlumivku, existují však i varianty kdy je vyžadována externí
tlumivka. Mimo centrální napájecí zdroje je možné do instalace nasadit tzv. DPSU –
Decentralised Power Supply Unit, tj. necentrální napájecí zdroje s integrovanou
tlumivkou. DPSU existují v různých variantách dle výstupního proudu (25, 40 a 80
mA) a mohou být součástí určitého účastníka (funkci lze deaktivovat), či se jedná o
samostatné zařízení. Nasazení DPSU je vhodné zejména v obzvláště malých
instalacích integrujících malý počet účastníků. Pro zachování optimální komunikace
může být na sběrnici v rámci linie umístěno až 8 DPSU a je dovoleno je kombinovat
se standardní centrální napájecí jednotkou za podmínky, že maximální zkratový
proud těchto přístrojů nepřekročí 3A. Na instalaci DPSU se nevztahuje požadavek
pro minimální vzdálenost 200 m mezi dvěma zdroji, respektive mezi DPSU a PSU
jako je tomu u centrálních napájecích zdrojů
59
Komunikace po TP1
Obr. 4-4 Kombinovaná topologie
60
Komunikace po TP1
Obr. 4-5 Topologie více oblastí
Pro domovní či bytové účely se může instalace na úrovni linie jevit jako plně
dostačující, ale pro větší objekty již nikoliv. Architektura systému KNX je proto
snadno rozšířitelná a pokud je v instalaci připojeno více než 64 zařízení nebo
zahrnuto více částí budovy je nutné použít další linii. Linie jsou potom připojeny tzv.
liniovými spojkami (LS) k nadřazené hlavní linii, která propojuje tyto základní linie.
Jelikož je hlavní linie taky linií, lze k ní připojit rovněž až 64 účastníků, avšak
maximální počet se sníží o počet použitých spojek. Technicky lze pomocí liniových
spojek vzájemně připojit k hlavní linii až 15 základních linií. Počet účastníků na
jednotlivých základních liniích a hlavní linii je libovolný a v případě maximálního
obsazení na každé z nich lze tedy získat tímto řešením kapacitu 15 x 64 + (64 – 15)
= 1009 účastníků. Z pohledu hierarchické topologické struktury systému se tímto
řešením posouváme směrem nahoru a získáváme tzv. oblast, nebo někdy též
označovanou jako oddíl. Totéž co lze provést se základními liniemi, lze také provést i
s vytvořenými oblastmi. Nejvýše postavenou linií neboli páteřní linií propojíme
61
Komunikace po TP1
jednotlivé oblasti, analogicky tedy až 15 oblastí, s využitím oblastních spojek OS.
Toto řešení je vhodné zejména pro realizaci rozsáhlejších instalací, kdy použitím v
základní topologii systému lze nasadit až 15 x (15 x 64 + 49) + 49 = 14 498
účastníků.
Při projektování inteligentní elektroinstalace by měla být pokud možno ponechána
určitá rezerva v počtu zařízení pracujících na liniích pro možnost budoucí doplnění
instalace. Pochopitelně v určitých případech nelze rezervy ponechat a naopak je
zapotřebí připojit na linii i více zařízení. V takovém případě se nabízí další realizace
zajišťující rozšíření kapacity systému KNX co do připojených účastníků na jedné linii
a to pomocí zesilovače či opakovače. Do existující instalace můžeme zařadit
paralelně až tři liniové zesilovače při dodržení podmínky, že se nejedná právě o linie
oblastní a hlavní, kde je nasazení opakovačů zakázáno. Vzniklé podružné linie
mohou obsahovat standardně 64 připojených účastníků a tím se kapacita celé
základní linie zvýší při maximálním počtu zesilovačů až na 256 účastníků (zesilovač
= účastník) [14]. Spojky, jak liniová, tak i oblastní jsou společně se zesilovačem
považovány za identické přístroje, ovšem spojky přenášejí jen telegramy přesahující
linie, kdežto zesilovač přenáší všechny telegramy. Při plném využití všech
technických prvků pro systém lze tedy teoreticky získat prostor pro 15 x (15 x 256 +
49) +49 = 58 384 účastníků, což by mělo s přehledem postačit na splnění i těch
nejrozsáhlejších požadavků.
4.3. Požadavky na analogové signály fyzické vrstvy TP1
V níže uvedeném popisu je UREF vnitřní referenční napětí části DC napětí sběrnice,
používané vysílačem/ (přijímačem pro vyhodnocení vysílaných/přijímaných úrovní
signálu. Toto referenční napětí se vzorkuje před spouštěcím bitem bytu. Toto UREF
se může lišit s hodnotami uvedenými v části Analogové požadavky pro vysílané
znaky. Níže uvedené specifikace klasifikují O a 1 signál na sběrnici: požadavky na
vytváření a vyjímání signálu pro vysílač a přijímač jsou definovány v části Vysílací
chování a v části Přijímací chování

Specifikace logické „1"
Logická „1" se pokládá za klidový stav sběrnice, který znamená, že vysílač MAU
musí být během vysílání „1" blokován. Analogový signál na sběrnici je normálně
tvořen pouze částí DC. Není 'žádný rozdíl mezi vysíláním „1" a žádným vysíláním.
Může dojít k poklesu napětí během „1", pokud předcházel bit „0". Graf musí být ve
stínovaných oblastech obrázku Obr. 4-6.

Specifikace logické „0" (jedné)
Logická „O" je definovaný pokles napětí (Ua) analogového signálu sběrnice s dobou
trvání t (viz. Obr. 4-7 ). Během následující vyrovnávací doby může být napětí vyšší
než část DC, aby se umožnilo doplnění energie spotřebované během aktivní části.
Graf musí být ve stínovaných oblastech obrázku Obr. 4-7.
62
Komunikace po TP1
Obr. 4-6 Rámec bitu Log 1
63
Komunikace po TP1
Obr. 4-7 Rámec bitu log 0

Specifikace logické „0" (překrývání)
Překrývání znamená, že logická „0" je vyslána současně několika zařízeními (např.
společné ACK). Vzhledem ke zpoždění šířením sběrnicového kabelu (médium PhL)
může dojít k časovému posuvu logických nul, pokud jsou vysílací zařízení umístěna v
určité vzdálenosti od přijímacích zařízení. MAU a logická jednotka musí být schopny
detekovat a interpretovat tyto signály.Obr. 4-8 uvádí příklad dvou smíšených
logických „O", které mají zpoždění (td) přibližně 10 Fts. Za předpokladu, že měřicí
bod je v zařízení A, objeví se signál zařízení B po 10 ps s nižší amplitudou signálu
než zařízení A, neboť byl ve sběrnicovém kabelu utlumen.
64
Komunikace po TP1
Obr. 4-8 Zpožděná log 0
Přijímač MAU převádí tento smíšený analogový signál na digitální signál. Tento
digitální signál se liší od signálu normální „0", neboť šířka výstupního impulzu
přijímače je součtem tactive+td. Je však možné, že výstup přijímače dodá na konci
tactive mezeru (viz stínovaná oblast na Obr.
4-9). Toto chování vyžaduje
specializovaný dekódovací software, který je schopen takové efekty dekódovat.

Analogové požadavky ve vysílaném znaku
Články Specifikace logické 1 a logické 0 popisují tvar a časování napětí při vysílání
jednoho logického bitu. Při vysílání celého znaku (je tvořen řadou bitů) musí být
splněny doplňkové požadavky. Hodnoty Ua* a Ue* jsou vztaženy k Uref na začátku
aktivní části prvního bitu vysílaného znaku.
65
Komunikace po TP1
Obr. 4-9 Překrývání log 0

Současné vysílání / kolizní chování
Přestože zařízení musí prověřit sběrnicové vedení předtím, než zahájí vysílání, je
možné, že dvě nebo více zařízení vysílá současně. Současné vysílání znaku nastává
tehdy, když dvě nebo více zařízení současně vysílá zprávy ACK, záporného
potvrzení (NACK) nebo BUSY. Současné vysílání logické „O" a logické „1" povede k
logické „0". Současné vysílání logické „O" několika zařízeními povede k signálu, který
je téměř totožný se signálem jednoho vysílajícího zařízení, neboť signály jsou
kódovány v základním pásmu. Tento společný signál musí proto splňovat hodnoty
uvedené v tabulce 17. Pokud vysílající zařízení detekuje, že jeho logická „1" byla
přepsána jinou logickou „O", musí se vysílání po tomto bitu zablokovat. Přijímač obou
zařízení musí však zůstat aktivní. Toto chování fyzické vrstvy umožňuje přístup k
médiu CSMA/CA v linkové vrstvě.
4.4. Připojovací jednotka média (MAU)
66
Komunikace po TP1
Připojovací jednotka média (MAU) rozděluje analogový signál média na část DC a
sériový tok bitů. Naopak se sériový tok bitů převádí na analogový signál sběrnice.
Část DC lze použít vnitřně k napájení zařízení pomocí převodníku DC/DC nebo
regulátoru napětí. Chybně připojená MAU nesmí ani poškodit zařízení, ani ovlivnit
komunikaci sběrnice.

Požadavky ve fyzickém segmentu
Všeobecně Ve fyzickém segmentu musí být spiněny následující základní požadavky:
• v instalovaném systému musí být napětí DC na každém zařízení nejméně
21V. Zařízení musí dále pracovat s napětím DC až 20 V. Rozdíl mezi 20 V a
21 V byl stanoven jako rezerva;
• zpoždění šířením sériového toku bitů v MAU musí být dostatečně krátké, aby
umožnilo bitové posouzení CSMA/CA během doby bitu. Celkové zpoždění
(MAU - kabel - MAU) nesmí překročit 12 us.
• napájecí zdroj(e) (PSU) připojené k fyzickému segmentu musí dodávat nutný
efektivní proud vyžadovaný zařízeními připojenými k fyzickému segmentu.
Požadavky SELV musí být spiněny podle EN 50090-2-2.

Zapínací chování
Zapnutí znamená, že buď je jedno zařízení sběrnice instalováno v „provozním"
segmentu sběrnice, nebo je zapnut PSU v pině vybaveném segmentu sběrnice.
Nárůst napětí sběrnice je různý. Zapínací chování lze rozdělit do dvou kroků:
• při spuštění se vnitřní kondenzátory nabíjejí s proudovým omezením
• při provozu jsou kondenzátory nabité, napětí jsou konstantní
Zapínací chování vyžaduje, aby:
• zařízení sběrnice začala náležitě pracovat, bez ohledu na instalovanou
(povolenou) topologii, pokud je připojený segment napájen PSU (pomalý
nárůst)
• jedno zařízení sběrnice začalo náležitě pracovat, pokud je instalováno v
provozním segmentu sběrnice. Jiná zařízení sběrnice již instalovaná v tomto
segmentu nesmí být „vynulována" vzhledem k instalaci tohoto doplňkového
zařízení sběrnice (strmý nárůst)
• možné rušení signálu způsobené instalací jednoho zařízení sběrnice v
provozním segmentu nesmí překročit 20 ms, aby se vyloučily ztráty telegramů

Vypínací chování
Vypínací chování nastává, pokud selže vstup do napájecího převodníku. Tímto
vstupem může být buď část DC napětí sběrnice, nebo zdroj dálkového napájení.
Vypínací chování lze rozdělit do tří kroků:
• při provozu jsou kondenzátory nabité, napětí jsou konstantní;
• při udržování jsou kondenzátory vybité
• při klidovém stavu odebírá napájecí převodník pouze svodový proud.
•
67
Komunikace po TP1
Při přechodu z provozu na udržování může fyzická vrstva vytvářet signál U save:
• pro zálohování dat zařízeními před výpadkem napájení,
• pro zablokování dalšího vysílání telegramů zařízením sběrnice.
U zařízení napájených ze sběrnice se tento signál Usave vytváří, pokud napětí
sběrnice klesne maximálně pod 20 V, přičemž se bere v úvahu hysteréze nejméně
1 V.
Fyzická vrstva vytváří nulovací signál Ureset, pokud již nelze zajistit správnou funkci
napájecího převodníku, typicky před koncem udržovací doby. Určení správné funkce
může být specifické pro výrobce. U zařízení napájeného ze sběrnice se signál Ureset
nesmí vytvářet pro vstupní napětí vyšší než Usave.

Chování DC
Sběrnicová zařízení nesmějí odebírat více než proud sběrnice DC uvedený v tabulce
20, aby se zajistilo, že lze instalovat maximální počet připojitelných zařízení na
segment definovaný v systémových parametrech. Tento proud se nesmí v nejhorším
případě (napětí sběrnice 20 V a maximální proudová spotřeba aplikace) překročit.
Výrobce musí specifikovat tento proud DC v technických údajích výrobku. Změny
zátěže v zařízení nesmí nijak rušit napětí signálu ze sběrnice. Rychlé změny proudu
v zařízení se transformují (vyhlazují) na malé strmosti na straně sběrnice.

Impedanční chování
Impedance zařízení není pouze vlastnost přijímače, ale celého zařízení. Proud
odebíraný ze sběrnice zařízením, pokud napětí sběrnice má tvar pravoúhlého
impulzu (35/104 ps), určuje impedanční chování. Hodnota impedance v impulzu (T=
104 µs) není však konstantní. Hodnota v průběhu aktivní části (t < 35 ps) se liší od
hodnoty v průběhu vyrovnávací části. Impedanční přizpůsobení je důležité k zajištění
toho, aby utlumení signálu nebylo příliš vysoké a aby následující bity nebyly rušeny
vyrovnávací událostí předcházejících bitů.
Obr. 4-10 Příklad vlastností vysílače

Vysílací chování
68
Komunikace po TP1
Pokud se nevysílá žádný rámec, leží napětí mezi (+) sběrnice a (-) sběrnice mezi DC
21 V a 32 V. Tato hodnota je určena PSU, poklesem napětí na sběrnicovém kabelu a
spotřebou zařízení. Tento stav média v době bitu 104 ps odpovídá logické „1".
Logická „1" rovněž indikuje klidový stav, pokud se nevysílá žádný rámec. Související
výstupní signál pro logickou jednotku PhL z MAU je během celé doby bitu
„VYPNUTO". Pro vyslání logické „0" odebírá MAU upravený proud (Isend) k vyvolání
definovaného poklesu napětí Ua analogového signálu s dobou tactive. Během
následující vyrovnávací doby může být energie spotřebovaná během aktivní doby
částečně vrácena zpět do sběrnicového kabelu a připojených zařízení. Takto
nedoznají zařízení napájená ze sběrnice výrazného poklesu napájení při vysílání
logické „0". Část AC analogového signálu je vytvářena především vysílačem MAU a
tlumivkou (tlumivkami).
Obr. 4-11 Náhradní schéma vysílače TP64

Přijímací chování
MAU převádí analogový signál na na digitální signál pomocí funkce přijímače (ČSN
EN 50090-5-2 obrázek 21). Požadovaná mezní napětí pro přijímač jsou uvedena v
ČSN EN 50090-5-2 tabulce 23. Vztah ZAPNUTO/VYPNUTO a napětí sběrnice jsou
vysvětleny v ČSN EN 50090-5-2 tabulce 18.

Kódování signálu
Logická jednotka převádí rámcové datové bity na asynchronní časovaný sériový
signál. Tento signál se používá pro řízení vysílače MAU. Níže uvedený obrázek
znázorňuje příklad digitálního signálu a výsledného sériového toku bitů. Jednotka
dekódování bitů MAU používá přijímací časové okénko. Začátek přijímacího
časového okénka je definován ve vztahu ke spouštěcímu bitu. Kromě toho je
stanovena minimální a maximální doba impulzu.
Fyzická vrstva musí zaručit, že vysílání logické „0" převažuje nad současným
vysíláním logické „1". Musí rovněž zaručit, že během současného vysílání bitů se
69
Komunikace po TP1
stejnou hodnotou několika zařízeními odpovídá výsledný fyzický signál stejné logické
hodnotě vyslaného bitu Toto chování fyzické vrstvy umožňuje přístup k médiu
CSMA/CA ve vrstvě datových spojů.

Dekódování signálu
Výstupní signál přijímače, pokládaný za digitální signál, je dekódován na sériový tok
bitů jednotkou dekódování bitů MAU (ČSN EN 50090-5-2 obrázek 21). Následující
obrázek Obr. 4-12 znázorňuje příklad digitálního signálu a výsledného sériového
toku bitů.
Obr. 4-12 Vztah mezi rámcovými daty a asynchronním signálem
70
Komunikace po TP1
4.5. TP1 a služby fyzické vrstvy
Na rozhraní s uživatelem fyzické vrstvy nabízí fyzická vrstva typ TP1 služby Ph_Data
a služby Ph_Reset.

Služba Physical_Data
Služba Ph_Data je tvořena třemi základními službami Ph_Data.req, Ph_Data.ind a
Ph_Data.con.
Ph_Data.req(p_class, p_data)
p_class:
start_of_frame:
Hodnota tohoto parametru se používá k
zahájení vysílání prvního znaku rámce s
detekcí line_busy ve spouštěcím bitu.
Doba uvolnění sběrnice a zpoždění
inner_frame_char: Hodnota tohoto parametru se používá k
zahájení vysílání znaku po dvou dobách
bitu s detekcí line_busy ve spouštěcím
bitu
p_data:
ack_char:
zahájení vysílání znaku 15 dob bitu po
předcházejícím znaku přijatém bez
detekce line_busy ve spouštěcím bitu
poll_data_char:
předcházejícím znaku přijatém bez
detekce line_busy ve spouštěcím bitu
fill_char:
předcházejícím znaku přijatém s detekcí
line_busy ve spouštěcím bitu
p_data:octet:
převodu znaku UART na oktet a zahájení
vysílání
Základní službu Ph_Data.req používá uživatel fyzické vrstvy k předání uživatelských
dat tvořených oktetem prostřednictvím parametru p_data do fyzické vrstvy typ TP1.
Parametr p_class určuje vysílací úlohu pro-váděnou entitou fyzické vrstvy typ TP1.
71
Komunikace po TP1
Ph_Data.con(p_status)
p_status:
ok:
line_busy:
collision_detected:
transceiver_fault:
indikaci, že vyslání znaku bylo úspěšné
indikaci, že nedošlo k vysílání a že
vysílá jiné zařízení
indikaci, že byla detekována kolize
(vyslána logická „1", ale přijata logická
„O")
indikaci, že byla detekována porucha
sestavy vysílačipřijimač
Základní služba Ph_Data.con předává informace o stavu prostřednictvím parametru
p_status zpět uživateli fyzické vrstvy. Hodnota p_status indikuje, zda vysílání obsahu
parametru p_data předtím předaného entitě fyzické vrstvy typ TP1 prostřednictvím
základní služby Ph_Data.req bylo úspěšné.
P_status je „collision_detected", pokud byla jako jeden z bitů znaku UART vyslána
logická „1", ale současně byla na vedení entitou fyzické vrstvy typ TP1 přečtena
logická „O". P_status je „transceiver_fault", pokud byla jako jeden z bitů znaku UART
vyslána logická „0", ale současně byla na vedení přečtena logická „1". Podrobnější
popis podmínek pro hodnoty p_status „line_busy", „collision_detected" a
„transceiverfault" viz 4.6
Ph_Data.ind(p_class, p_data)
p_class:
start_of_frame.
inner_frame_char:
ack_char:
poll_data_char:
parity_error:
framing_error:
Hodnota tohoto parametru se používá
k indikaci, že první znak ramce
požadavku byl přijat.
k indikaci, že znak byl přijat ve 2
dobách bitu po předcházejícím znaku
k indikaci, že znak byl přijat 15 dob
bitu po předcházejícím znaku
k indikaci, že znak byl přijat v pěti
nebo
šesti
dobách
bitu
po
předcházejícím znaku
k indikaci, že v přijatém znaku byl
detekován chybný paritní bit
72
Komunikace po TP1
bit error:
p_data:
octet:
k indikaci, že v přijatém znaku byl
detekován chybný závěrný bit
k indikaci, že ve znaku byl detekován
chybný datový bit. Datový bit nespinil
pravidla dekódování bitů.
k dodání datového oktetu vyjmutého
z přijatého znaku Základní služba
Ph_Data.ind předává časovací informace prostřednictvím parametru p_class a
uživatelská data prostřednictvím parametru p_data od entity fyzické vrstvy typ TP1
uživateli fyzické vrstvy. Více podrobností viz 4.6.

Služba Physical_Reset
Službu Ph_Reset používá uživatel fyzické vrstvy při spuštění kvůli synchronizaci s
případně existujícím síťovým provozem.
Ph_Reset.req();Tato hodnota
synchronizační činnosti
základní
služby
se
používá
pro
spuštění
Ph_Reset.con(p_status);
p_status:
ok:
transceiver_fault:
k indikaci, že byla detekována doba
uvolnění sběrnice 50 dob bitu
k indikaci, že byl detekován
nedefinovaný fyzický signál
Základní služba Ph_Reset.con indikuje bud' hodnotou „ok" parametru p_status dobu
prostoje 50 dob bitu, nebo hodnotou „transceiver_fault" chybně fungující sestavu
vysílač/přijímač.
4.6. Chování entity fyzické vrstvy
Kromě pravidel uvedených v popisu každé fyzické služby platí pro entitu fyzické
vrstvy typ TP1 rovněž následující pravidla:
 Pomocí mechanismu detekce Line_busy kontroluje entita fyzické vrstvy typ
TP1 předtím, než zahájí vysílání spouštěcího bitu znaku, zda jiná entita
fyzické vrstvy typ TP1 již vysílá ve stejném fyzickém segmentu.
73
Komunikace po TP1



Podle služby Physical_Data je detekce line_busy zapnuta pro hodnoty p_class
„start_of_frame", „inner_frame_char" a „fill_char" základní služby Ph_Data.req.
V těchto případech vede základní služba Ph_Data.req ke stavu bez vysílání a
k zakladní službě Ph_Data.con s p_status = line_busy.
Na druhé straně mohou hodnoty p_class „ack_char" a „poll_data_char" vést k
vyslání spouštěcího bitu a následnému vysílání datových bitů bez zapnuté
detekce kolize. V tomto případě se nemůže vyskytnout základní služba
Ph_Data.con s p_status = line_busy.
Během vysílání (tj. během provádění základní služby Ph_Data.req) nesmí být
detekce kolize nikdy blokována. Pokud je detekována kolize, musí vysílač
okamžitě zastavit své vysílání. Detekce kolize je indikována základní službou
Ph_Data.con s p_status = „collision_detected". Následující základní služba
Ph_Data.ind
(p_class
buď
s
hodnotou
„start_of_frame"
nebo
„inner_frame_char") předá hodnotu p_data s úpiným přijatým oktetem uživateli
fyzické vrstvy.
4.7. TP1 a linková vrstva
Linková vrstva popsaná v této části se dále nazývá v souladu s ČSN EN 50090-5-2
vrstva datových spojů typu kroucený pár (TP1). Její přístup k médiu odpovídá
mechanismu CSMA/CA.

Formáty rámce
Vrstva datových spojů typu kroucený pár 1 podporuje 2 následující formáty rámce:
 Formát rámce L_Data
 Formát rámce potvrzení
Vrstva datových spojů typu kroucený pár 1 může volitelně podporovat formát rámce
L_Poll_Data. Nepodporované nebo jiné formáty rámce nesmějí být přijaty. Vrstva
datových spojů musí být schopna rozlišit jeden formát rámce od jiného pomocí
řídicího pole. Každý rámec se vysílá jako posloupnost znaků. POZNÁMKA
Následující obrázky znázorňují oktety místo znaků UART, tj. LPDU, kvůli zlepšení
čtení. Znak UART, který odpovídá oktetu 0, se vyšle jako první, oktet s nejvyšším
číslem je posledním vysílaným znakem. Jednotlivé bity oktetu se vysílají ve
vzestupném pořadí, tj. nejnižší významný bit (bit 1) jako první.

Řídící pole (CTRL)
Prvním znakem každého rámce je řídicí pole. Řídicí pole obsahuje informace o
službě vrstvy datových spojů, její prioritu, příznak typu rámce a příznak obsahující
informace o tom, zda LPDU je opakovanou LPDU (Obr. 4-13 Řídicí pole).
Řídicí pole indikuje typ rámce požadavku: rámec požadavku L_Data_Standard,
L_Data_Extended, L_Poll_Data nebo rámec potvrzení. Dva prioritní bity pole CTRL
řídí prioritu rámce, pokud dvě zařízení zahájí vysílání současně. Opakované rámce
L_Data musí mít repeat_flag nastavený na nulu, neopakované rámce na jedničku.
74
Komunikace po TP1
Kódování řídicího pole „01rOp1p000" se nesmí použít pro budoucí rozšíření
protokolu vrstvy datových spojů kroucený pár 1.
Obr. 4-13 Řídicí pole

Rámec L Data
V médiu TP1 jsou dostupné dva formáty rámce L_Data. Použití různých formátů
závisí na hodnotě parametru formátu rámce pro spojovou vrstvu (viz EN 50090-4-2).
Standardní formát rámce se používá, pokud je parametr formátu rámce 0, jinak se
používá rozšířený formát rámce.

Rámec L_Data_Standard
Struktura rámce L_Data_standard s proměnnou délkou musí splňovat obrázekObr.
4-14.
Obr. 4-14 L_Data rámec se standardními zkratkami pro jednotlivá pole
Řídící pole
CTRL
Kódování řídicího pole
Zdrojová adresa
SA
Oktety jedna a dvě rámce požadavku jsou horní a
dolní oktet zdrojové adresy. Tou je individuální
adresa zařízení, které vyvolalo vyslání rámce.
75
Komunikace po TP1
Cílová adresa a
typ adresy
DA + AT
Cílová adresa (oktety tři a čtyři) definují zařízení,
která přijímají rámec. Pro rámce požadavku
L_Data_Standard může být cílovou adresou bud'
individuální adresa (AT=0) nebo skupinová adresa
(AT=1), v závislosti na typu cílové adresy (AT)
oktetu pět.
Délka
LG
Formát rámce požadavku L_Data_Standard má
proměnnou délku. Informace o délce indikují počet
znaků (0...14)
přenášených
rámcem
L_Data_Standard počínaje oktetem 7. To znamená,
že rámec požadavku L_Data_Standard s délkou 0
končí po šestém oktetu.
Kontrolní oktet
FCS
Posledním oktetem rámce požadavku je kontrolní
oktet (Obr.
4-16): tento oktet je vytvořen
provedením liché parity v souboru odpovídajících
bitů patřících do předcházejících oktetů rámce. To
představuje logickou funkci negace nonekvivalence
(F na Obr.
4-16) v jednotlivých bitech
předcházejících oktetů rámce.
Obr. 4-15 TP1 rámec a vyznačení jednotlivých vrstev
76
Komunikace po TP1
Obr. 4-16 Kontrolní oktet

Rámec L_Data_Extended
Rozšířený formát rámce se používá pro:
 zprávy s APDU > 15 oktetů (dlouhé zprávy), které nejsou vhodné do rámce
L_Data_Standard vzhledem k jeho omezené délce
 zprávy se schopnostmi rozšířeného adresování používané v režimu LTE-HEE.
Rámec L_Data_Extended se nesmí používat místo -rámce L_Data_Standard, pokud
jsou kódovací schopnosti rámce L_Data_Standard dostatečné (např. pro krátké
rámce). Struktura rámce L_Data_Extended s proměnnou délkou musí splňovat
obrázek Obr. 4-17.
Obr. 4-17 L_Data_Extendet rámec se standardními zkratkami pro jednotlivá pole
Kódování polí v rámci je specifikováno v následující:
Řídící pole
Rozšířené
pole
CTRL
řídicí CTRLE
Kódování řídicího pole
Pokud v poli CTRL příznak typu rámce FT = 1, musí
v oktetu 1 následovat rozšířené řídicí pole CTRLE.
77
Komunikace po TP1
Pole CTRLE obsahuje parametr rozšířeného
formátu rámce EFF a parametr počtu skoků. Bit 7
obsahuje příznak g/i typu cílové adresy (AT).
Zdrojová adresa
SA
Oktety jedna a dvě rámce požadavku jsou horní a
dolní oktet zdrojové adresy. Tou je individuální
adresa zařízení, které vyvolalo vyslání rámce.
Cílová adresa
DA
V rámci L_Data_Extended závisí typ cílové adresy
kromě typu adresy (příznak g/i) rovněž na parametru
rozšířeného formátu rámce EFF rozšířeného řídicího
pole CTRLE. Při EFF = 0000 se použije stejný typ
adresy jako ve formátu L_Data_Standard. Při EFF ,± 0000 se použijí zvláštní formáty a tabulky adres.
Délka
LG
Kontrolní oktet
FCS
Formát rámce požadavku L_Data_Extended má
proměnnou délku. Informace o délce indikují počet
zna-ků (O až 254, 255 = přestupný kód)
přenašených rámcem L_Data_Extended počínaje
oktetem po TPCI. To znamená, že rámec
požadavku L_Data_Extended s délkou O končí po
oktetu TPCI. Informace o délce jsou kódovány
kombinací bitu typu rámce v řídicím poli a délkou
pole podle EN 50090-4-2.
Posledním oktetem rámce požadavku je kontrolní
oktet (Obr.
4-16): tento oktet je vytvořen
provedením liché parity v souboru odpovídajících
bitů patřících do předcházejících oktetů rámce. To
představuje logickou funkci negace nonekvivalence
(F na Obr.
4-16) v jednotlivých bitech
předcházejících oktetů rámce.
Obr. 4-18 TP1 rozšířený rámec a vyznačení jednotlivých vrstev

Rámec L_Poll_Data
Rámec požadavku Poll_Data musí mít formát uvedený na obrázku 4-19.
78
Komunikace po TP1
Obr. 4-19 TP1 formát rámce požadavku
Rámec odezvy Poll_Data musí vyhovovat formátu uvedenému na obrázku 4-20. Je
tvořen proměnným počtem znaků Poll_Data nebo FILL (OxFE). Na obrázku 4-20
symbolizuje každé políčko určitý znak. Doba prostoje 5 dob bitu se musí dodržet
předtím, než podřízená jednotka vyšle znak Poll_Data a doba prostoje 6 dob bitu
předtím, než hlavní jednotka vyšle znak FILL. Každá podřízená jednotka Poll_Data
musí znát svoji skupinu výzev a své číslo slotu odezvy.
Obr. 4-20 Formát rámce odezvy L_Poll_Data

Rámec potvrzení
Formát rámce krátkého potvrzení je tvořen dobou prostoje 15 dob bitu, po níž
následuje jeden znak potvrzující rámec L_Data.req (viz též obrázekObr. 4-22).
Krátké potvrzení musí odpovídat kódování uvedenému na obrázku Obr. 4-21.
Kombinované kódování NACK/BUSY je přijato, pokud jsou BUSY a NACK vyslány
současně bez mechanismu kolize. Toto kódování se zpracuje jako BUSY.
79
Komunikace po TP1
Obr. 4-21 Formát rámce potvrzení
Obr. 4-22 Časování znaků
80
Komunikace po TP1
4.8. Řízení přístupu k médiu
Řízení přístupu k médiu nazývaného kroucený pár typ 1 musí splňovat CSMA/CA.
Kolize musí být vyřešeny do doby bitu podle 4.5. Během cyklu zprávy datového spoje
se musí dodržovat časování znaků uvedená na obrázku Obr. 4-22. Každé políčko
pak symbolizuje znak UARTu.
Předtím, než je zařízení povoleno zahájit vysílání rámce požadavku, musí čekat po
dobu prostoje vedení nejméně 50 dob bitu od posledního bitu předcházejícího cyklu
zprávy datového spoje. Cyklus zprávy datového spoje je tedy vždy tvořen rámcem
požadavku datového spoje a následným potvrzením datového spoje nebo následným
rámcem odezvy datového spoje.
Během vysílání a podle zásad CSMA/CA musí každé zařízení kontrolovat u každého
jednotlivého bitu, zda se vyslaná hodnota bitu rovná současně přijaté hodnotě bitu.
Pokud fyzická vrstva indikuje obsazené vedení nebo kolizi, znamená to, že rámec s
vyšší prioritou se vyšle jiným zařízením. Pro zamezení dalších kolizí se vysílání
okamžitě zastaví v této době bitu. Všechny části rámce již vyslané se interpretují jako
identické do začátku rámce s vyšší prioritou, jehož vysílání stále probíhá. Následující
diagram uvádí typické časování.
Vzhledem ke skutečnosti, že hodnota logické „0" se pokládá za dominantní, získají
rámce s více nevýznamnými nulami vyšší prioritu v porovnání s rámci s méně
nevýznamnými nulami, pokud jejich vysílání začne současně. Mechanismy kolize
CSMA/CA musí zajistit, aby rámec s vyšší prioritou nebyl porušen pokusy o vysílání
telegramů s nižší prioritou.
Po detekci obsazeného vedení a po kolizi musí zařízení čekat až do konce
probíhajícího cyklu zprávy a provést další pokus o vyslání PDU žádosti datového
spoje po době prostoje vedení nejméně 50 dob bitu.

Přehled: algoritmus prioritního provozu u řízení přístupu k médiu
Parametry priority a příznak opakování, obsažené v řídicím poli rámce požadavku
L_Data, jsou kódovány podle hodnot na obrázkuObr.
4-13. Prostřednictvím
parametru priority lze ovlivnit rychlost vysílání rámců požadavku v sítích se zvýšeným
sběrnicovým provozem. Systémová priorita je kódování, které je vyhrazeno pro
vrstvu datových spojů. Uživatel vrstvy datových spojů může nastavit naléhavou,
normální a nízkou prioritu. Sémantické definice příležitostí, kdy lze nastavit
naléhavou, normální a nízkou prioritu, jsou součástí specifikace KNX nikoliv však
explicitně definovány normou.
Příznak opakování je vyhrazen pro vrstvu datových spojů. Opakované a
neopakované rámce požadavku L_Data se systémovou nebo naléhavou prioritou,
případně opakované rámce požadavku L_Data s normální a nízkou prioritou mohou
být vyslány okamžitě po době prostoje vedení 50 dob bitu. Neopakované rámce
81
Komunikace po TP1
požadavku L_Data s normální a nízkou prioritou čekají navíc nejméně tři další doby
bitu.

Posloupnost priority
V případě kolidujících rámců požadavku datového spoje je nutno vzít v úvahu
následující posloupnost priority (v sestupném pořadí priority).
Řídící pole
Typ rámce
Priorita
Příznak
opakování
Priorita dostupná pro
uživatele linkové vrstvy
1001 0000
1011 0000
1111 0000
1001 1000
1011 1000
1001 0100
1011 0100
1001 1100
1011 1100
L_Data
L_Data
L_Poll_Data
L_Data
L_Data
L_Data
L_Data
L_Data
L_Data
Systémová
Systémová
Systémová
Naléhavá
Naléhavá
Normální
Normální
Nízká
Nízká
Opakování
Neopakování
Neopakování
Opakování
Neopakování
Opakování
Neopakování
Opakování
Neopakování
NE
NE
NE
Ano
Ano
Ano
Ano
Ano
Ano
Doplňkový požadavek k zabezpečení rovnosti přístupu:
 Algoritmus řízení přístupu k médiu TP1 musí být navržen tak, aby snižoval počet
kolizí rámců vyslaných partnerskými zařízeními připojenými ke stejnému vedení.
Kromě výše uvedených požadavků se musí vrstva datových spojů TP1 realizovat
tak, aby zabránila tomu, že zařízení budou mít přístup k médiu přesně po prostoji
vedení 50, případně 53 dob bitu. Tímto způsobem bude zaručeno rovné rozdělení
přístupů k médiu.
4.9. Služby vrstvy datových spojů
Vrstva datových spojů může být přepnuta buď do normálního režimu nebo režimu
sběrnicového monitoru. V normálním režimu musí být dálková služba L_Data,
dálková služba L_Poll_Data a lokální služba L Service_Information dostupná
uživateli vrstvy datových spojů. V režimu sběrnicového monitoru musí být dostupná
pouze lokální služba L_Busmon. Režim vrstvy datových spojů je parametrem vrstvy
datových spojů.

Služba a protokol L_Data
Služba L_Data je potvrzovanou datagramovou službou. Pokud lokální uživatel vrstvy
datových spojů připraví LSDU pro vzdáleného uživatele, použije základní službu
L_Data.req k předání LSDU lokální vrstvě datových spojů. Lokální vrstva datových
spojů přijme požadavek na službu a pokusí se vyslat LSDU do vzdálené vrstvy
datových spojů s formátem rámce 1s nebo formátem 1e. Cílovou adresou může být
individuální adresa nebo skupinová adresa (výběrová nebo všeobecná). Lokální
82
Komunikace po TP1
vrstva datových spojů předá lokál-nímu uživateli základní službu L_Data.con
indikující buď správný, nebo chybný přenos dat.
Před předáním potvrzení lokálnímu uživateli musí lokální vrstva datových spojů
přijmout potvrzení od vzdálené vrstvy datových spojů (formát rámce 2). Pokud je
potvrzení kladným potvrzením (ACK), předá lokální vrstva datových spojů lokálnímu
uživateli L_Data.con s l_status = ACK. Pokud je potvrzení BUSY, pokusí se lokální
vrstva datových spojů o opakování po prostoji vedení nejméně 150 dob bitu až do
násobku busy_retry. Pokud je BUSY vráceno vícekrát než busy_retry, předá lokální
vrstva datových spojů lokalnímu uživateli L_Data.con s l_status = not_ok. Ve všech
ostatních případech, tj. potvrzení je NACK nebo neplatné/porušené nebo časová
prodleva po 30 dobách bitu, provede lokální vrstva datových spojů opakování po 50
dobách bitu až do násobku nack_retry. Pokud je vícekrát než nack_retry vráceno
buď NACK nebo porušené potvrzení, nebo nastane časová prodleva ack, předá
lokální vrstva datových spojů lokalnímu uživateli L_Data.con s l_status = not_ok.
Parametry nack_retry a busy_retry jsou parametry vrstvy datových spojů. V
nejhorším případě je stejná LPDU požadavku vyslána (nack_retry + busy_retry + 1)
krát předtím, než vrstva datových spojů zastaví opakované vysílání.
Pokud cílová adresa rámce požadavku odpovídá vlastní individuální adrese nebo
jedné ze skupinových adres obsažených v tabulce adres zařízení, musí být
adresován přijímač rámce požadavku datového spoje. Jinak přijímač vyřadí přijatý
rámec požadavku a následný rámec potvrzení.
Pokud přijatý rámec požadavku není správný, vyšle vzdálená vrstva datových spojů
znak NACK. Pokud je přijatý rámec požadavku správný, ale vzdálená vrstva
datových spojů nemá prostředky pro jeho zpracování, vyšle vzdálená vrstva
datových spojů znak BUSY. Pokud je přijatý rámec požadavku správný, vyšle
vzdálená vrstva datových spojů znak ACK. Dále v případě správně přijatého rámce
požadavku je uživateli vrstvy datových spojů předána LSDU se základní službou
L_Dataind, pokud již nebyla předtím přijata správně. K zamezení duplikace musí být
již správně přijatý rámec požadavku L_Data potvrzen a vyřazen.
L_Data.req(destination_address, AT, priority, lsdu)
destination_address:
parametrem je buď individuální adresa, nebo skupinová
adresa
AT:
parametr obsahuje
destination_address
adresou
priority:
parametr obsahuje hodnotu priority (systémová, naléhavá,
normální nebo nízká)
lsdu:
parametrem jsou uživatelská data přenášená vrstvou
datových spojů
83
typ cílové adresy indikující, zda
je individuální nebo skupinovou
Komunikace po TP1
L_Data.con(destination_address, AT, priority, Isdu, l_status)
parametrem je buď individuální adresa nebo skupinová
adresa
AT:
parametr obsahuje typ cílové adresy indikující, zda
destination_address je individuální nebo skupinovou
adresou
priority:
parametr obsahuje hodnotu
naléhavá, normální nebo nízká)
l_status: ok:
hodnota parametru indikuje, že rámec požadavku byl
vyslán úspěšně
not_ok:
priority
(systémová,
hodnota parametru indikuje, že vyslání rámce požadavku
nebylo úspěšné
L_Data.ind(source_address, destination_address, AT, priority, lsdu)
source_address:
parametrem je individuální adresa zařízení, které
požadovalo službu L_Data
parametrem je individuální adresa tohoto zařízení nebo
skupinová adresa tohoto zařízení
AT:
parametr obsahuje typ cílové adresy indikující, zda
destination_address je fyzickou nebo skupinovou
adresou
priority:
parametr obsahuje hodnotu
naléhavá, normální nebo nízká)
lsdu:
parametrem jsou uživatelská data, která byla přenesena
vrstvou datových spojů
priority
(systémová,
Záporné L_DATA.con interpretuje transportní vrstva bud' jako zprávu se spojením
nebo jako zprávu bez spojení. Zpracování nevyslané zprávy bez spojení uživatelskou
aplikací může být specifické podle výrobce. V případě nevyslané zprávy se spojením
se transportní vrstva dále pokusí třikrát vyslat odpovídající PDU požadavku T_DATA.
Čtyři záporná L_DATA.con povedou k ukončení spojení transportní vrstvy.

Služba a protokol L_Poll_Data
84
Komunikace po TP1
Služba L_Poll_Data je potvrzovaná služba výběrového vysílání. Lokální uživatel
vrstvy datových spojů použije základní službu L_Poll_Data.req k vyžádání dat od
jednoho nebo více vzdálených uživatelů. Lokální vrstva datových spojů přijme
požadavek na službu a pokusí se vyslat L_Poll_Data.req do vzdále-né vrstvy
datových spojů s formátem rámce 3. Cílovou adresou je vždy skupinová adresa
výzev. Skupi-nová adresa výzev je definována jako parametr vrstvy datových spojů.
Rámce požadavku L_Poll_Data, které nejsou správně přijaty, musí být vyřazeny.
Po přijetí správného rámce požadavku L_Poll_Data s poll_group_address
odpovídající jeho skupinové adrese výzev reaguje vzdálená vrstva datových spojů
jedním znakem Poll_Data. Vzdálená vrstva datových spojů získá oktet Poll_Data od
jejího uživatele se základní službou L_Poll_Update.req. Podřízená jednotka vyšle
znak Poll_Data v definovaném slotu odezvy spojeném s tímto zařízením. Doba trvání
slotu odezvy je pětinásobek doby prostoje, po němž následuje jeden znak UART.
Pokud například zařízení má třetí slot odezvy, pak musí čekat na dva znaky
Poll_Data vyslané jinými zařízeními, než vyšle svůj znak Poll_Data ve třetím slotu
odezvy (viz též obrázek Obr. 4-22). Číslo slotu odezvy je definovaným parametrem
vrstvy datových spojů.
Zařízeni nesmí reagovat, pokud jeho číslo slotu odezvy je vyšší než počet
předpokládaných dat výzev (no_of_expected_poll_data) v rámci požadavku.
Lokální vrstva datových spojů přijme řadu znaků Poll_Data ze skupiny výzev. Pokud
očekávaný znak Poll_Data nebyl přijat po pěti dobách bitu, vyšle lokální vrstva
datových spojů FILL (FEh) po šesti dobách bitu. Tak je vzdálená vrstva datových
spojů proto stále schopna počítat znaky Poll_Data, i když člen skupiny výzev
nereagoval. Lokální vrstva datových spojů předá lokálnímu uživateli základní službu
L_Poll_Data.con, která obsahuje přijaté oktety Poll_Data a FILL nebo informace, že
služba selhala. Službu L_Poll_Data lze použít pouze mezi zařízeními na jednom
fyzickém segmentu. Počet předpoklá-daných znaků Poll_data je omezen na 16.
L_Poll_Data.req(destination, no_of_expected_poll_data)
destination:
parametrem je skupinová adresa výzev
no_of_expected_poll_data: parametrem je počet předpokládaných cyklů dat výzev
L_Poll_Data.con(l_status, poll_data_sequence)
l_status: ok:
parametr indikuje, že poll_data_sequence je platná
not_ok:
poll_data_sequence:
parametr indikuje, že poll_data_sequence je
neplatná, tj. vznikla kolize při vysílání FILL, nebo
alespoň jedna Poll_Data nebyla správná
parametr obsahuje posloupnost oktetů Poll_Data a
85
Komunikace po TP1
oktetů FILL
L_Poll_Update.req(Poll_Data)
Poll_Data
parametr obsahuje hodnotu oktetu Poll_Data,
vysílanou v rámci L_Poll_Data_Response
L_Poll_Update.con ()

parametr Indikuje, že L_Poll_Update.req byla přijata
lokální vrstvou datových spojů
Služba L Busmon
Služba L_Busmon je definována jako lokální služba datového spoje dostupná pouze
v režimu sběrnicového monitoru datového spoje. Pokud je podporována, je tvořena
základní službou L_Busmon.ind, která přenáší každý přijatý rámec z lokální vrstvy
datových spojů k lokálnímu uživateli vrstvy datových spojů.
L_Busmon.ind(L_status, time_stamp, lpdu)
L_status:
time_stamp:
Ipdu

parametr obsahuje informace, zda v přijatém rámci
byla detekována rámcová chyba, bitová chyba nebo
chyba parity. Mohou být rovněž zahrnuty doplňkové
informace o počtu již přijatých rámců
parametr obsahuje informace indikující dobu, kdy byl
přijat spouštěcí bit rámce
parametr obsahuje všechny oktety přijatého rámce
Služba L_Service_Information
Služba L_Service_Information je definována jako lokální služba datového spoje
dostupná v normálním režimu datového spoje. Pokud je podporována, je tvořena
základní službou L_Service_Information.ind.
L_Service_Information.ind() parametr indikuje, že byl přijat rámec, který obsahoval
individuální adresu lokální vrstvy datových spojů jako
zdrojovou adresu
4.10. Protokol vrstvy datových spojů
Vrstva datových spojů nabízí spolehlivou datagramovou službu mezi zařízeními ve
stejném vedení. To znamená, že porušené rámce jsou několikrát opakovaně vyslány,
že uživateli vrstvy datových spojů jsou předloženy pouze informace ze správně
přijatých rámců a že tyto informace nejsou předkládány uživateli datového spoje
několikrát. Následující informace definují doplňkové požadavky na protokol, které
musí splňovat každý protokol vrstvy datových spojů.
86
Komunikace po TP1

Sestavení/rozložení rámce
Před vysláním rámce do vedení musí vrstva datových spojů sestavit parametry
služby do LPDU. Musí rovněž zajistit následující mapování:
 typ rámce se vypočítá z parametru formátu rámce definovaného v EN 50090-4-2
a vloží se do příznaku FT v poli CTRL;
 pro rozšířený formát rámce se pole EFF převezme z parametru formátu rámce
definovaného v EN 50090-4-2 a vloží se do pole EFF v OTRLE;
 informace o délce se vypočítají z parametru octet_count a vloží se do pole LG v
oktetu 6;
 parametry priority a příznaku opakování se vloží do pole CTRL;
 parametry cílové adresy a LSDU se zavedou do rámce;
 typ adresy AT se vloží do pole OTRLE (příznak skupinové adresy g/i);
 informace síťové vrstvy se vloží do pole OTRLE;
 zavede se zdrojová adresa a kontrolní oktet.
Při přijetí PDU provede vrstva datových spojů reverzní operaci.
 Rozloží rámec na parametry vysílané v rámci L_Data.ind.
 Regeneruje typ adresy z hodnoty příznaku g/i OTRLE. Vytvoří parametr
octet_count z hodnoty polí CTRL a W.

Kontrola správných rámců požadavku
Pokud cílová adresa rámce požadavku odpovídá vlastní individuální adrese nebo
jedné ze skupinových adres zařízení, pak musí přijímač rámce datového spoje
zkontrolovat, zda je rámec správný. Rámec se pokládá za správný, pokud:
 každý znak UART má správný spouštěcí/závěrný bit (jinak: rámcová chyba) a
paritní bit (jinak: chyba parity)
 každý bit znaku UART má správné časování signálu (jinak: bitová chyba)
 kontrolní oktet má správnou hodnotu
 řídicí pole má správnou hodnotu
 délka rámce je mezi sedmi a 23 (nebo 73) znaky

Důsledky prioritního provozu a rovnosti pro zabránění duplikace
Tabulka priorit uvádí, že opakovaný rámec požadavku L_Data s nízkou prioritou se
zpracovává s nižší prioritou než například neopakovaný požadavek L_Data s
naléhavou prioritou, pokud současně dojde k detekci pro-stoje vedení vrstvy
datových spojů. To znamená, že pokud ACK neopakovaného rámce požadavku s
nízkou nebo normální prioritou je porušeno a jiné zařízení ve stejném vedení chce
současně vysílat požadavek L_Data s naléhavou prioritou do zařízení vysílajícího
ACK, pak zařízení vysílající ACK by mohlo ztratit informace, že následný opakovaný
rámec s nízkou nebo normální prioritou je duplikát.
Pro nápravu toho lze použít následující mechanismy:
 snížení šumu v médiu do nezbytné míry, aby se vyloučila porušená ACK
 pokud možno vyloučení rámců s naléhavou prioritou.
87
Komunikace po TP1
Programování vnitřní nebo vnější uživatelské aplikace má vzít v úvahu možnost, že v
řídkých případech se může vyskytnout duplikovaná služba L_Data.
4.11. Mechanismus linkové vrstvy
Zařízení po zapnutí nepřijímá nebo nevysílá rámce. Mechanismus vrstvy datových
spojů (obrázek Obr. 4-23) používá Ph_Reset k synchronizaci se začátkem rámců
požadavku případně existující sítě. Při kladném potvrzení Ph_Reset.con(+) je
mechanismus vrstvy datových spojů v klidovém stavu, kdy vrstva datových spojů
pracuje tak, jak je popsáno ve výše uvedených článcích, tj. přijímá a vysílá rámce.
Pokud však fyzická vrstva indikuje chybu sestavy vysílač/přijímač bud' pomocí
Ph_Reset.con(-) nebo pomocí Ph_Data.con(-), musí vrstva datových spojů přejít do
stavu Off_Bus, kdy se již nevysílají rámce. Pouze zapnutí je schopno přinutit
mechanismus vrstvy datových spojů k opuštění stavu Off_Bus. V stavu Off_Bus je
každý požadavek datového spoje záporně potvrzen. Navíc je vysílač vypnut.
Vrstva datových spojů musí uložit do energeticky nezávislé paměti, kdy vznikl
přechod do stavu Off_bus. Místem pro tuto informaci je ,,pevný příznak", viz EN
50090-3-2.
88
Komunikace po TP1
Obr. 4-23 Konečný automat linkové vrstvy

Parametry vrstvy datových spojů
Následující parametry ovlivňují chování vrstvy datových spojů a pro její správný
provoz jsou v ní požadovány:
individuální adresa
parametr indikuje
tohoto zařízení
tabulka adres
obsahuje tabulku adres
(adresami) tohoto zařízení
nack_retry
parametrem je možno nastavit počet opakování v případě
odezvy NACK nebo časové prodlevy potvrzení
parametrem je možno nastavit počet opakování v případě
odezvy BUSY
obsahuje skupinovou adresu výzev tohoto zařízení
obsahuje číslo slotu odezvy tohoto zařízení
tímto parametrem je možno nastavit buď normální režim,
nebo režim sběrnicového monitoru vrstvy datových
busy_retry
skupinová adresa výzev
číslo slotu odezvy
režim linkové vrstvy
89
jednoznačnou
se
individuální adresu
skupinovou
adresou
Komunikace po TP1

Chování systému v případě konfiguračních chyb L_Poll_Data
Mohou vzniknout následující konfigurační chyby L_Poll_Data:
 Dvě hlavní jednotky L_Poll_Data patří do stejné skupiny výzev
Konfigurační chyby zůstávají skryty, není-li v režimu monitoru sběrnice detekováno,
že stejná skupina výzev je používána dvěma požadavky na službu L_Poll_Data s
různými zdrojovými adresami.

Dvě podřízené jednotky Polí Data stejné skupiny výzev mají stejné číslo stolu
odezvy Polí Data;
V případě, kdy obě podřízené jednotky vysílají stejnou hodnotu znaku Poll_Data, se
nestane nic mimořádného. Pokud se hodnoty liší, vynutí odezva Poll_Data s
dřívějším dominantním bitem zamezení kolize jinou podřízenou jednotkou Poll_Data
tak, že druhá podřízená jednotka Poll_Data není schopna vysílat svoji odezvu.
Nepřímo je tento druh konfiguračních chyb detekovatelný, neboť na jiném slotu se
předpokládaný znak L_Poll_Data nikdy nevyskytne. 0 Podřízená jednotka Poll Data
nesprávně vysílá znak Flli; Na straně hlavní jednotky bude toto interpretováno jako
chybějící podřízená jednotka Poll_Data a je to proto snadno detekovatelné.

Vrstva datových spojů můstku
Můstek může mít individuální adresu. Individuální adresu můstku lze použít k
nastavení parametrů v můstku specifických pro výrobce. Můstek musí mít vrstvu
datových spojů, která reaguje na všechny rámce požadavku L_Data nezávisle na
hodnotě cílové adresy a vysílá požadavek L_Data na druhou stranu. Všechny ostatní
služby vrstvy datových o spojů se ignorují.

Vrstva datových spojů směrovače
Směrovač musí mít vrstvu datových spojů, která reaguje na rámec požadavku
L_Data za předpokladu, že hodnota cílové adresy:
 je uvedena v routing_table
 pokud je cílová adresa je individuální adresou, která indikuje, že cíl je na
druhé straně směrovače
 rovná se individuální adrese směrovače.
V těchto případech se L_Data.ind vyšle do síťové vrstvy. Všechny ostatní služby
vrstvy datových spojů se ignorují.

Externě přístupné rozhraní monitoru sběrnice a vrstvy datových spojů
Služby vrstvy datových spojů lze zpřístupnit pro vnější uživatelskou aplikaci.
90
Komunikace po TP1
Otázky
1. Co znamená parita?

Další zdroje
Seznam další literatury, www odkazů ap. pro zájemce o dobrovolné rozšíření
znalostí popisované problematiky.
91
5 Komunikace po silovém vedení.


Cíl:
 Popsat komunikaci po silovém vedení
 Strukturu paketů na PL110
 Kódování dat na PL110

Výklad
KNX PL 110 umožňuje přenos telegramů po síti 230/400 V AC. Není tedy nutné
samostatné vedení. Telegramy se přenáší po kterémkoli fázovém a středním vodiči,
které musí být připojeny ke každému přístroji. Systém je patřičně přizpůsoben
přístrojům KNX TP1 a příslušným nástrojům. Proto je např. možné nasadit aplikační
modul „Tlačítkový snímač" na zapuštěnou síťovou spojku a po „sběrnicovém vedení"
(síť 230/400 V) do ní nahrát aplikační software.
KNX PL 110 umožňuje i přes nedefinovatelné přenosové vlastnosti energetické sítě
(zapříčiněné druhem vedení, délkou vedení, druhem a počtem připojených
přístrojů,…) vysokou přenosovou bezpečnost během přenosu telegramu. Systém
pracuje obousměrně v poloduplexním provozu, tzn., že každý přístroj může vysílat i
přijímat. Typickými aplikacemi pro KNX PL 110 jsou:







Řízení (spínání, stmívání) ve světelných instalacích
Aplikace s motorovým pohonem (žaluzie, otevírání vrat)
Hlášení
Přenos analogových hodnot
Časově závislé nebo centrální řízení
Simulace přítomnosti
Vizualizace dotykovými displeji
S ohledem na nedefinovatelné síťové poměry se může stát, že přenos telegramu
bude přerušen. Z tohoto důvodu je nepřípustné realizovat aplikace KNX PL 110, u
nichž by vynechání telegramu mohlo vést k rozsáhlým následným škodám. Takovými
aplikacemi jsou např. řízení výtahu a nouzové volání.
92
5.1. Normalizace
V Evropě je přenos signálu po energetické síti upraven normou CENELEC EN
50065. Část 1 této normy definuje všeobecné požadavky, frekvenční rozsahy, úroveň
přenosu a požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC). KNX PL 110
využívá pro přenos kmitočty 105,6 kHz a 115,2 kHz. Podle středního kmitočtu 110
kHz byl systém KNX PL 110 nazván PL110. Protože norma připouští pouze jednu
max. úroveň vysílání 116 dBpV, přístroje jsou někdy nazývány přístroji „třídy 116".
S ohledem na neustále pokračující miniaturizaci elektroniky bylo možné použít pro
KNX PL 110 nový způsob přenosu. Používá se klíčování kmitočtu v metodě rozložení
pásma (SFSK, Spread Frequency Shift Keying). Princip činnosti je následující:







Bude-li odeslána „0", pak vysílač generuje kmitočet 105,6 kHz, který
superponuje na síťové napětí
Má-li být odeslána „1", pak je generován kmitočet 115,2 kHz.
Pro docílení bezpečného přenosu ve všech síťových spojkách je nastavena
nejvyšší možná přenosová rychlost 1200 bitů/s. Doba pro přenos 1 bitu je tedy
833ps.
Všechny síťové spojky jsou trvale na příjmu. Přijaté signály (včetně šumů) se
průběžně převádí na digitální hodnoty.
Tyto digitální hodnoty zpracují dva korelátory (pravděpodobnostní
komparátory), které porovnají přijaté digitální hodnoty s uloženými
digitalizovanými referenčními vzorky kmitočtů.
V každé síťové spojce jsou dva korelátory. Jeden pro bit „0" a jeden pro bit „ 1
"
Korelátory mohou s vypočitatelnou pravděpodobností odvodit:
- je to „O"
- je to „1"
- je to nedefinováno (šum) a proto bude bit odmítnut.
93
Obr. 5-1 Technika přenosu
Kombinace bitových vzorů a speciální metoda rozpoznávání chyb umožňuje
bezpečný přenos a zaručenou úroveň rozpoznání telegramu.
Obr. 5-2 kódování Log 0 a Log 1 na PL110
Mimoto se používá další, inovativní technika, a to permanentní automatické
přizpůsobení vysílacího výkonu a citlivosti příjmu. Touto metodou se vysílací výkon
kontinuálně přizpůsobuje poměrům v síti, přičemž samozřejmě nedojde k překročení
maximální úrovně vysílání. Také všechny přijímače řídí stále svou citlivost podle
94
poměrů v síti. Výsledkem je optimální dosah přenosu i za průběžně se měnících
poměrů v síti.
Obr. 5-3 Sdružování fází
5.2. Sdružování fází
Existují dvě možnosti, jak přenášet informace na všech třech fázích:
V malých instalacích se vystačí s pasivním sdružením fází prostřednictvím přívodů k
vícefázovým spotřebičům (např. průtokový ohřívač nebo el. sporák). Pro vytvoření
definovaného sdružení mezi třemi fázemi, se principiálně doporučuje použití
mezifázových spojek. Ve velkých instalacích se doporučuje použití opakovací funkce
systémové spojky. Systémová spojka je 4-pólová (3 fáze a střední vodič) a sdružuje
signály s maximální možnou úrovní vysílání na každou fázi. Mezifázové spojky a
opakovač se nesmí použít ve společné instalaci. To znamená, pokud se v instalaci s
mezifázovými spojkami dodatečně použije opakovač, m se musí demontovat.
95
Obr. 5-4 Kolize na PL110
5.3. Přenos telegramu
V porovnání s telegramem KNX TP1 vyžaduje přenos telegramu v KNX PL 110
přídavné informace.
Obr. 5-5 Oktet na PL110

Tréninková sekvence
Tréninková sekvence umožňuje automatické nastavení citlivosti přijímačů (všech
síťových spojek vyjma té, která vysílá). Přijímače nastaví svůj příjem podle
okamžitých podmínek v síti.

Úvodní pole
Úvodní pole má dvě funkce:
 Označuje začátek přenosu.
 Řídí přístup na sběrnici.

Telegram
96
Potom následuje vlastní telegram (jako u KNX TP1), přičemž každému přenášenému
bytu se ještě navíc připojí 4 bity zkušebních informací. Jimi lze korigovat
jednobitovou chybu a rozpoznat chybu vícebitovou.
Obr. 5-6 Struktura telegramu (rámce) pro PL110

Systémové ID
Každý telegram je zakončen polem, které obsahuje systémové ID. Obsahuje 8 bitů (+
4 bity pro zkušební informace) a může být projektantem instalace nastaven mezi 1 až
254. Systémové ID O je rezervováno pro informace všem účastníkům. Systémové ID
má ten smysl, že prostorově blízko u sebe ležící různé instalace KNX PL 110 se
nemohou vzájemně ovlivňovat. Za tím účelem se každé instalaci KNX PL 110 přiřadí
vlastní systémové ID. Protože systémové ID se přenáší jako součást telegramu,
každý přijímač může zjistit, zda telegram patří do jeho instalace a potom patřičně
zareagovat.
Obr. 5-7 Systémové ID -Doménová adresa

Odpovědní telegram
Odpovědní telegram je výsledkem přijatého telegramu a musí být přijat vysílačem po
určité době. V porovnání s KNX TP1 existují pouze dva odpovědní telegramy:
 ACK. Přenos byl úspěšný.
 NACK: Přenos byl neúspěšný. Tento odpovědní telegram bude použit pouze
systémovou spojkou.
Dojde-li k výpadku odpovědního telegramu, bude telegram zopakován. Další postup
závisí na tom, zda systém obsahuje systémovou spojku či nikoliv.
97
Odpovědní telegram nesmí být vyslán všemi adresovanými účastníky, nýbrž pouze
jedním akčním členem na jednu skupinovou adresu. Proto při projektování musí být
jeden skupinový objekt nastaven jako skupinový mluvčí.
Obr. 5-8 Odpovědní telegram
5.4. Instalace bez systémové spojky
Ve výše uvedeném příkladu je přístroj 1.1.7 snímačem KNX PL 110, všechny ostatní
přístroje jsou akčními členy KNX PL 110. Snímač bude aktivován. Následuje průběh
událostí:
 Snímač vyšle telegram se skupinovou adresou 5/7/33
 Všechny zařízení přijmou a analyzují
 Pouze akční člen 1.1.5 vysílá ACK, protože projektant u jeho příslušného
skupinového objektu nastavil vlajku mluvčího skupiny pro skupinovou adresu
5/7/33.
Obr. 5-9 Instalace bez systémové spojky
Platí:
98


Pro jednu skupinovou adresu smí existovat pouze jeden skupinový objekt, u
něhož je nastavena vlajka mluvčího skupiny.
Vlajka mluvčího skupiny by měla být nastavena u nejvzdálenějšího akčního
členu.
Nebude-li např. kvůli síťovému rušení přijat telegram přístrojem 1.1.5 nebo bude
přijat chybně, pak tento akční člen nevyšle žádný odpovědní telegram. Snímač
telegram jednou zopakuje.
Obr. 5-10 Instalace se systémovou spojkou
5.5. Instalace se systémovou spojkou
Příklad jako 5.4, avšak navíc se systémovou spojkou v rozváděči. Přítomnost
systémové spojky bude sdělena všem účastníkům při programování. Bude-li
systémová spojka namontována do instalace dodatečně, je nutné všechny účastníky
znovu naprogramovat. Není nutné znovu stisknout programovací tlačítka, protože
individuální adresy jsou uchovány, přepsat je nutná aplikace nebo základní konfliktní
byte, který obsahuje informaci o systémové spojce v instalaci. Snímač bude
aktivován. Přijme-li 1.1.5 telegram správně, vyšle ACK. Děj je ukončen a systémová
spojka se neprojeví. Pokud však 1.1.5 nepřijme telegram správně, stane se toto:
 Systémová spojka registruje, že telegram ACK nebyl vyslán a zopakuje jej
 Nyní 1.1.5 telegram přijme a odešle ACK. Proces je tím ukončen.
 Pokud 1.1.5 telegram přesto nepřijme (žádný ACK z 1.1.5), systémová spojka
odešle NACK.
 Snímač přijme NACK a děj je ukončen.
Platí:
99


Vlajka mluvčího skupiny by měla být nastavena u nejvzdálenějšího akčního
členu. Nastavení je uskutečněno vlajkou ACK u jednoho skupinového objektu,
k němuž je přiřazena daná skupinová adresa.
Vlajka mluvčího skupiny musí být nastavena u nejvzdálenějšího akčního členu
Pokud bude systémová spojka nainstalována dodatečně, je nutné zvolit následující
postup:
 Projektovat opakovač v ETS: U všech účastníků PL 110 v projektu se
automaticky nastaví nový stav opakovače.
 Nahrání stavu opakovače: Nový stav opakovače se ještě musí všem
přístrojům sdělit nahráním aplikačního softwaru. Teprve poté vědí všichni
účastníci, že v instalaci je systémová spojka s opakovací funkcí.
 Všechny síťové spojky jsou nyní nastaveny na přítomnost systémové spojky v
instalaci.
 Vysílající síťová spojka už nebude telegram opakovat, pokud odpovědní
telegram nepřijde.
 Systémová spojka musí být umístěna v centrálním bodu instalace (v
rozváděči).
 Na jednu instalaci je povolena pouze jedna systémová spojka. Pokud se
realizuje rozsáhlá KNX/EIB instalace s několika KNX Powerline oblastmi, musí
být použita systémová spojka s vlastním systémovým ID v každé KNX
Powerline oblasti.
Obr. 5-11 Topologie – adresování
100
5.6. Metoda přístupu na sběrnici
Jakou KNX TP1, je také u KNX PL 110 nezbytná vhodná metoda přístupu na
sběrnici, aby se zabránilo kolizím. Vzhledem k vysokému vlastnímu šumu na síti
230/400 V nelze přístup na sběrnici vztáhnout k úrovni napětí. Zabránění kolizím je
zde vyřešeno speciálními časovými úseky, tzn. že každá síťová spojka smí vysílat
pouze v určitých stanovených časových úsecích. Pokusí-li se přesto vysílat více
účastníků současně, nastanou tyto možnosti:
 Síťové spojky zjistí kolizi a stanoví náhodnou prioritu, podle níž smějí být
telegramy vysílány.
 Síťové spojky nezjistí kolizi a telegramy se ztratí.
Obr. 5-12 Hybridní topologie
5.7. Topologie / adresování
Logické adresování KNX PL 110 je kompatibilní s KNX TP1. Adresovat lze
maximálně 8 oblastí (namísto 15 u KNX TP1) vždy se 16 liniemi po 256 přístrojích.
Oblasti signálu PL 110 musí být pásmovými zádržemi signálově technicky odděleny
od distribuční sítě. Pásmové zádrže ale nejsou vyžadovány jednotně všemi výrobci.
V případě pochyb je potřebné se řídit místními technickými požadavky pro
připojování.
101
Rozhraní s KNX TP1 v kombinovaných instalacích vytváří systémová spojka. V
odděleně stojících domech může odpadnout rozdělení do linií a oblastí s příslušnými
spojkami, pokud nebude překročen celkový počet 256 přístrojů PL 110. Všechny
přístroje PL 110 jsou vzájemně datově spojeny ve všech 3 fázích silové elektrické
instalace 230/400 V AC, v závislosti na použití mezifázové spojky nebo systémové
spojky. V rozsáhlých instalacích se sběrnicová zátěž redukuje logickým a fyzikálním
rozdělením instalace KNX PL 110 až do 8 oblastí s až 15 liniemi (s max. 255 přístroji
PL na jednu oblast). Fyzické oddělení mezi jednotlivými oblastmi bude zajištěno
pásmovými zádržemi.
Datové mezi liniemi se přenáší již známou hlavní linií KNX — TP1 vedenou mezi
systémovými spojkami. Propojení oblastí je vytvořeno obdobně jako v KNX-TP1
hlavní linií mezi systémovými spojkami. Aktivní sdružování fází na straně PL
převezme systémová spojka. Fyzické oddělení a filtrační tabulka systémové spojky
umožňují selektivní přenos telegramů do sousedních oblastí. Tím se v celém
systému trvale sníží zatížení sběrnice.
5.8. Systémové přístroje KNX PL 110

Síťová spojka
Existují čtyři konstrukční formy síťových spojek:
 konstrukční forma pod omítku pro zapuštěnou montáž do standardních
přístrojových krabic pod omítku
 forma pro povrchovou montáž do nástěnných krabic
 konstrukční forma pro montáž do rozvodnic na nosnou lištu DIN
 adaptéry

Každá síťová spojka má zabudovanou síťovou část pro vlastní napájení. Příkon na
stejnosměrné straně je:
 Ve stavu „Přijímání": 5V/30mA a 24V/1mA => 174mW
 Ve stavu „Vysílání": 5V/30mA a 24V/10 ... 60 mA => 390mW ... 1,59W, v
závislosti na impedanci sítě
 Ztrátový výkon : 0,5 až 1,5 W.

Síťové spojky a kompaktní přístroje pro zapuštěnou montáž
Vlastnosti této síťové spojky:
 Lze ji nainstalovat do zapuštěné přístrojové krabice; ta však musí mít šrouby
pro upevnění síťové spojky k nosnému rámečku.
 Má standardní 10-pólové aplikační rozhraní (PEI), které vyhovuje požadavkům
na SELV.
 Připojení k síti dvěma šroubovými svorkami, přičemž lze připojit vodiče s
průřezem do 2,5 mm2. Síťové přívodní svorky jsou označeny „L" a „N".
Charakteristické vlastnosti kompaktních přístrojů:
 Síťové spojky jsou integrovány do akčních členů, jako jsou spínací, žaluziové
nebo stmívací akční členy.
102

Konstrukční forma pro povrchovou montáž
Vlastnosti této sít'ové spojky:
 Lze ji nainstalovat do nástěnné krabice nebo do krytu pro nástěnnou montáž.
 Má standardní 12-pólové PEI, které však není odděleno od sítě 230/400V.
Pokud je to nutné, musí projektant přístroje zabezpečit toto oddělení.
 Síťové připojení zabezpečuje konstruktér přístroje dvoupólově umístěním
přímo na desce plošných spojů. Připojení sítě je pro instalatéra specificky
určené výrobcem.

Konstrukční forma do rozvodnic
 Lze ji nainstalovat na nosnou lištu DIN. 4 Její šířka je 1,5 modulu.
 Má standardní 12-pólové aplikační rozhraní (PEI), které vyhovuje požadavkům
na SELV. 4 Připojení k síti čtyřmi šroubovými svorkami (vždy dvě svorky pro L
a N), přičemž lze připojit vodiče s průřezem do 2,5 mm2.
 Síťové přívodní svorky jsou označeny „L" a „N".

Adaptér
 Je pro zasunutí do zásuvky s postranními ochrannými kontakty (nelze použít v
ČR). Je využitelný jako spínací a univerzální stmívací akční člen.

Mezifázová spojka






Konstrukční forma: pro montáž do rozvodnic, šířka 1 modul.
Třífázové připojení bez středního vodiče.
Pasivní kapacitní propojení.
Použití v malých instalacích bez systémových spojek.
Jištění jističem.
Systémová spojka






Konstrukční forma: pro montáž do rozvodnic, šířka 4 moduly.
Třífázové připojení + střední vodič.
Zajišťuje aktivní sdružování fází a opakování telegramů.
Na jednu instalaci je přípustná pouze jedna spojka.
Všem síťovým spojkám se musí sdělit přítomnost resp. nepřítomnost této
spojky.
Lze ji použít také jako mediální nebo oblastní spojku.
Mediální spojka:
 použití pro propojení KNX-TP1 a KNX-PL110 instalací
 pině opakovací funkce na straně PL110
 použití v projektech stejným způsobem jako liniové spojky
103




primární stranou je část KNX-TP1, sekundární stranou KNX-PL110
dynamicky organizovaný buffer pro až 256 telegramů
opakování v případě přenosových chyb na straně KNX-TP-1
vyznačuje se následujícími parametry:
o Routingový čítač obdobně jako u liniových spojek. Parametry pro
blokování, propouštění a filtrování mohou být nastaveny obousměrně.
o Potvrzování procházejících telegramů na straně KNX-TP1.
Oblastní spojka:
 Použití pro propojení oblastí PL110 a pro konfiguraci a strukturovanou
topologii v rozsáhlých instalacích.
 Plně opakovací funkčnost v oblasti PL110, ke které je přiřazena.
 Datový kabel oblastní spojky musí být vnitřně napájen ze zdroje 24 V.
 Stejné parametry jako u mediální spojky.
 Opakování v případě přenosových chyb na datovém kabelu oblastní spojky.
5.9. Pásmová zádrž













Konstrukční forma: pro montáž do rozvodnic, šířka 2,5 modulu, jednofázové
připojení + střední vodič.
Max. zatížení: 63A při provozní teplotě až 25 °C.
Připojení fázového vodiče: šroubovými svorkami do 25 mm2.
Připojení středního vodiče: šroubovýmí svorkami do 2,5 mm2.
V instalacích se jmenovitým proudem mezi 63A a 125 A a s průřezem vodičů
větším než 25 mm2 je přípustné na jednu fázi paralelně zapojit dvě pásmové
zádrže při použití svorek pro odbočení hlavního vedení.
Každá pásmová zádrž musí být podle své jmenovité zátěže patřičně zajištěna.
Protože účinnost filtru pásmové zádrže závisí na směru, musí se při
připojování dodržet směr průchodu proudu podle směru vytištěných šipek
(připojení dole: přívod, připojení nahoře: instalace KNX PL 110).
Přívod k pásmové zádrži a vedení vycházející z pásmové zádrže by měly být
uloženy co možná nejdále od sebe (doporučená minimální vzdálenost : 10
cm), aby se zabránilo nežádoucímu ovlivňování signálů.
Útlum: 40 dB.
o Slouží k zeslabení signálů:
o k oddělení více instalací např. v jedné budově
o k odfiltrování rušivých signálů
Musí být vždy nainstalována, aby byly splněny již existující nebo připravované
předpisy (např. technické podmínky pro připojení rozvodnice).
Pro každou fázi se musí instalovat jedna pásmová zádrž.
Instalační místo: V normálním případě v rozváděči přímo za hlavním jističem
nebo proudovým chráničem.
Od pásmových zádrží lze upustit, jestliže instalace je vybavena vlastním
distribučním transformátorem.
5.10. Silová vedení
104
Lze použít všechny běžné kabely
230/400 V, výjimka: stíněné kabely, u nichž
je stínění uzemněno, by se kvůli útlumu signálu neměly používat.
5.11. Doplňující informace


Zřizování instalací Powerline je možné bez omezení v obytných objektech.
U instalací Powerline PL 110 se však musí jednat o „uzavřené signálové
oblasti" jako:
o Instalace za elektroměrem, např. v jedno nebo vícebytových domech
o Odděleně napájené systémy ve větších budovách, jako systém
osvětlení nebo systém řízení žaluzií v administrativních budovách

KNX PL 110 nefunguje nebo se nesmí používat:
o S komunikací přes transformátor.
o V sítích s odchylnými parametry (např. 110V/60Hz).
o V sítích, v nichž jsou již použity systémy s jinou nosnou frekvencí pro
přenos dat ze sítě ve frekvenčním pásmu 95 kHz — 125kHz.
o V sítích, kterými nejsou předpisově odrušeny nebo jsou odrušeny
nedostatečně (podle předpisů). Problémy vytváří síťové paralelní
kondenzátory, usměrňovače, instalace UPS, nedostatečně odrušené
průmyslové stroje (nákladní jeřáby, svářecí automaty, elektroerozívní
stroje, apod.). V těchto případech se pro oddělení rušičů použijí pásmové
zádrže resp. samostatná vedení.
o Pro přenos signálu mezi domy a budovami na základě platných předpisů.
Předpokladem pro provoz PL 110 je bezvadné odrušení všech elektrických
spotřebičů použitých v instalaci. Z toho je možné dnes vycházet na základě
zákonných předpisů a norem pro tyto přístroje. Při použití velkého počtu
elektromotoricky a frekvenčně řízených spotřebičů je toto nutné ověřit (CE
značka na přístrojích).
Zkušenosti z praxe ukazují, že rušení vyvolaná elektronickými předřadníky a
elektronickými transformátory výrazně závisí na správné instalaci těchto
přístrojů. Příslušné údaje jsou v návodech k obsluze od výrobců.
Funkce instalace a požadavky zákazníků je nutno stanovit obdobně jako u
KNX-TP1. Systémová spojka se nainstaluje v centrálním bodu instalace, aby
se docílilo co největších dosahů.
Přenosová rychlost: 1200 bitů/s => to znamená, že lze přenést cca 6
telegramů za 1 s.
žádného z účastníků není vhodné nastavit tak, aby cyklicky odesílal telegramy
v krátkých intervalech (kratších než po minutách).
Nepoužívejte žádná stíněná vedení 230/400 V AC (se stíněním na zemním
potenciálu).
Ukládání kabelů: libovolně podle potřeby (avšak u pásmových zádrží neveďte
přívodní a vývodní vedení paralelně).
U více instalací v jedné budově se musí zabránit, aby jejich vedení byla
uložena souběžně, aby se zabránilo vzájemnému ovlivňování.








105






Jističe a proudové chrániče se jmenovitým proudem menším než 10 A
vykazují vysoký útlum signálu. Proto se tyto přístroje nepoužívají mezi
vzájemně komunikujícími přístroji. V případě potřeby se zde používají tavné
pojistky.
Pro každou fázi použijte vždy jednu pásmovou zádrž, (výjimka: vlastní oblast
transformátoru) i tehdy, když se přenáší jen jednofázově. Dbejte na přípustné
oteplení pásmových zádrží závislé na jejich zatížitelnosti. Bude-li to nutné,
rozdělte proudové obvody na více pásmových zádrží.
Ochrana proti přepětím: Zde platí příslušné předpisy pro elektrické instalace
230/400 V AC.
Uvedení instalace PL 110 do provozu probíhá obdobně jako u KNX TP1.
Pokud byl do instalace dodatečně zabudován (nebo demontován) opakovač,
musí se také v ETS dodatečně vyprojektovat (odstranit). Poté je nutné
všechny účastníky znovu naprogramovat, aby věděli, že instalace je vybavená
systémovou spojkou s opakovací funkcí (nebo ji má odstraněnou).
Sběrnici v instalaci PL 110 lze resetovat pouze vybavením příslušného jističe.
Při použití KNX PL 110 v instalacích se známými zdroji rušení (např.
usměrňovači, záložními zdroji UPS) lze případné oddělení od zátěže a
signálového okruhu zohlednit již při projektování.
Otázky
1. Co je to PL110?
2. Jak je kódována log 0 na PL110?
3. Jak je kódována log 1 na PL110?
4. Jaká je komunikační rychlost na PL110?
5. Jaká je topologie sítě pro PL110?
6. Co je to pásmová zádrž?
7. Jakou má funkci síťová spojka?
8. Jakou má funkci mezifázová spojka?
9. Jakou má funkci systémová spojka?
10. Jakou má funkci mediální spojka?
11. Jaká je struktura telegramu na PL110?

Další zdroje
[01] Kapitola 3/1/2 “Glossary”
[02] Kapitola 3/3/2 “Data Link Layer General”
[03] Kapitola 8/2/3 “PL110 Physical – and Data Link Layer tests”
106

pdf online - netfei

Transkript

Podobné dokumenty

2. část - Nové evropské trendy do výuky

Absolutní pořadí Brněnská přehrada - 11.10.2014

inzerce - brnostudent | akce

Model prostorového slyšení

TECHNOLOGIE

abecední řazení podle jména autora

CÍL HRY pRÍRAVA HRY