通信的帧结构定义
通信中帧的概念
通信中帧的概念1. 概念定义在通信领域中，帧是指一种数据传输单位，它是由一系列二进制位组成的数据包。
帧是在数据链路层进行传输的，其目的是将数据分割成适当大小的块，并添加必要的控制信息。
帧通过物理介质（如电缆或无线信道）在发送和接收设备之间进行传输。
帧由以下几个部分组成： - 帧起始标志：用于标识帧的开始。
- 地址字段：指示接收方设备的地址。
- 控制字段：包含控制信息，用于管理帧的流动和错误检测/纠正。
- 数据字段：实际传输的数据。
- 帧检验序列（FCS）：用于检测和纠正传输过程中引入的错误。
- 帧结束标志：用于标识帧的结束。
2. 重要性2.1 数据分割与整合帧在通信中起到了将数据分割成适当大小块并整合回原始数据流的作用。
通过将数据划分为较小的块，可以提高传输效率和可靠性。
此外，将数据整合到原始数据流中有助于接收方正确地解析和处理接收到的数据。
2.2 错误检测与纠正帧中的控制字段和FCS用于错误检测和纠正。
控制字段包含了必要的信息，如帧的序号、确认信息等，以确保数据传输的正确性和可靠性。
FCS用于在接收端校验接收到的数据是否存在错误，并纠正可能存在的错误。
2.3 同步与定时帧起始标志和结束标志用于同步发送方和接收方之间的数据传输。
通过识别起始标志，接收方可以确定帧的开始，并开始接收数据。
结束标志则用于告知接收方当前帧已传输完毕。
同时，帧中还可以包含时钟同步信息，以确保发送方和接收方在相同的时间间隔内进行数据传输。
2.4 流量控制与拥塞控制帧中的控制字段可以用于流量控制和拥塞控制。
流量控制是指在发送方和接收方之间调整数据传输速率以避免过载或缓冲区溢出。
拥塞控制是指调整网络中所有节点之间的数据传输速率以避免网络拥塞。
通过在帧中添加相应的控制信息，可以对数据传输进行有效地管理。
3. 应用3.1 以太网在以太网中，帧是数据链路层的传输单位。
以太网帧包含了目标MAC地址、源MAC地址、类型字段和数据字段等信息。
网络通信中的数据包(帧)
网络通信中的数据包（帧）帧（Frame），数据链路层的协议数据单元（protocol data unit）。
网络设备将“位”组成一个个的字节，然后这些字节“封装”成帧，在网络上传输。
数据链路层的主要职责是控制相邻系统之间的物理链路，它在传送“比特”信息的基础上，在相邻节点间保证可靠的数据通信。
为了保证数据的可靠传输，把用户数据封装成帧。
在网络中，计算机通信传输的是由“0”和“1”构成的二进制数据，二进制数据组成“帧”（Frame），帧是网络传输的最小单位。
实际传输中，在铜缆（指双绞线等铜质电缆）网线中传递的是脉冲电流；在光纤网络和无线网络中传递的是光和电磁波（当然光也是一种电磁波）。
针对高速脉冲电流而言，我们人为地用低电平的脉冲代表“0”、用高电平的脉冲代表“1”。
这些虚拟的“0”或“1”就是“位”（Bit）。
在计算机网络中一般8个位组成了一个“字节”（Byte）。
学过计算机的人都知道字节（Byte）是计算机的数据储存单位。
网络技术的初学者大都会把“Bit”（位）与“Byte”（字节）相混淆，谈到100Mbps以太网，就会以为它是每秒钟能传100MB数据的网络，实际上只是25MB（理论值）。
如果把脉冲电流看成是轨道，那么帧就是运行在轨道上的火车。
火车有机车和尾车，帧也有一个起点，我们称之为“帧头”，而且帧也有一个终点，我们称之为“帧尾”。
帧头和帧尾之间的部分是这个帧负载的数据（相当于火车车头和车尾之间的车厢）。
为什么要把数据“封装”成帧呢？因为用户数据一般都比较大，有的可以达到MB字节，一下子发送出去十分困难，于是就需要把数据分成许多小份，再按照一定的次序发送出去。
帧是当计算机发送数据时产生的，确切地说，是由计算机中安装的网卡产生的。
帧只对于能够识别它的设备才有意义。
对于集线器来说，帧是没有意义的，因为它是物理层设备，只认识脉冲电流。
有许多人对帧不理解，所以不能很好地理解交换机与集线器的区别。
以太网的帧值总是在一定范围内浮动，最大的帧值是1518字节，最小的帧值是64字节。
ethercat数据帧结构定义
ethercat数据帧结构定义EtherCAT是一种高性能实时以太网通信协议，它采用了一种特殊的数据帧结构来实现实时通信。
EtherCAT数据帧结构定义了数据帧的格式和内容，包括头部、数据区和尾部等部分。
本文将详细介绍EtherCAT数据帧结构的定义和各个部分的作用。
1. 头部EtherCAT数据帧的头部包括了一些必要的信息，如数据帧类型、目标地址、源地址、数据帧长度等。
具体来说，头部包括以下几个字段：- 帧头：EtherCAT数据帧的帧头是一个固定的16位字段，用于标识数据帧的起始位置。
- 帧类型：EtherCAT数据帧的帧类型字段用于标识数据帧的类型，包括广播帧、单播帧和多播帧等。
广播帧是一种发送给所有节点的数据帧，单播帧是一种发送给特定节点的数据帧，而多播帧是一种发送给多个节点的数据帧。
- 目标地址：EtherCAT数据帧的目标地址字段用于标识数据帧的目标节点地址，可以是单个节点或多个节点。
- 源地址：EtherCAT数据帧的源地址字段用于标识数据帧的源节点地址。
- 数据帧长度：EtherCAT数据帧的数据帧长度字段用于标识数据帧的长度，以字节为单位。
2. 数据区EtherCAT数据帧的数据区是数据帧的主要部分，包含了实际的数据内容。
数据区的格式和内容取决于数据帧的类型和用途。
例如，对于控制应用程序而言，数据区可能包含控制命令和参数等信息；对于传感器应用程序而言，数据区可能包含传感器数据和状态信息等。
3. 尾部EtherCAT数据帧的尾部包含了一些必要的信息，如CRC校验码等。
具体来说，尾部包括以下几个字段：- CRC校验码：EtherCAT数据帧的CRC校验码字段用于检测数据帧是否被损坏或篡改。
CRC校验码是通过对数据帧的头部和数据区进行计算得到的，接收节点可以使用相同的算法来验证CRC校验码的正确性。
- 帧尾：EtherCAT数据帧的帧尾是一个固定的16位字段，用于标识数据帧的结束位置。
otu2帧结构
otu2帧结构OTU2帧结构是光传输单元-2 (Optical Transport Unit-2) 的一种帧结构，用于高速光纤传输网络。
该帧结构定义了在光传输通道中的数据封装和传送的方式。
下面是OTU2帧结构的相关参考内容。
一、OTU2帧结构概述OTU2帧结构是由国际电信联盟 (ITU-T) 标准G.709定义的。
它是OTN技术的基础，用于支持高速光纤通信。
OTU2帧结构包括数据通道和管理通道两部分，其中数据通道用于传输用户数据，管理通道用于传输网络管理信息。
二、OTU2帧结构详解1. 数据通道OTU2帧结构中的数据通道主要包括OTU2头、负荷、FEC （Forward Error Correction）等部分。
OTU2头包含了控制信息和传输错误纠正的信息，负荷部分则是用户数据的载体，FEC用于提高数据传输的可靠性和可恢复性。
2. 管理通道OTU2帧结构中的管理通道主要用于传输与网络管理相关的信息，其中包括管理信息帧(MF)和维修通道帧(MC)。
管理信息帧用于在光传输通道中承载OAM（Operations, Administration, and Maintenance）信息，维修通道帧则用于传输故障诊断和修复信息。
三、OTU2帧结构中的重要字段1. OTU2帧头部OTU2帧头部包含了一系列重要的控制字段，如帧前导字段、帧起始字段、OTU2帧间距等。
这些字段用于标识和同步OTU2帧，实现正确的数据传输。
2. OTU2帧误码监测(MCME)字段OTU2帧结构中的MCME字段用于进行误码监测和传输质量评估。
通过监测和统计传输通道中的误码情况，可用于判断传输质量是否达到预期的要求。
3. OTU2帧负荷增加字段OTU2帧负荷增加字段由FEC的冗余位和OTU2帧其余部分的填充位组成，用于提高数据传输的可靠性和抗干扰能力。
通过FEC的差错编码和解码，可以使接收端能够检测和纠正数据传输中的错误。
四、OTU2帧结构的应用OTU2帧结构主要应用于高速光纤传输网络中，例如光通信网络、光传感网络等。
GSM系统的帧结构PPT课件
➢SACCH/TH：与TCH/H随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/C4：与SDCCH/4随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/C8：与SDCCH/8随路的慢速随路控制信道
•14
快速辅助控制信道
• 快速辅助控制信道（FACCH）：传输与SDCCH相同的信 息，只有在没有分配到SDCCH时才使用。使用时要中断 业务信息，把FACCH插入业务信道，每次占用时间很短， 约18.5ms，不被用户查觉。通过业务信道借取的帧来实 现接续，传送如“越区切换”等指令。FACCH可分为以 下几种：
01234
22 23 24 25
1（51帧）的复帧＝51TDMA帧（3036/13ms）
01234
47 48 49 50
012345670123456701234567
012345670123456701234567
0
01
02
TDMA帧
•2
GSM无线物理信道
在GSM中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点 （频道或叫载频TRX）上可分成8个时隙，每一时隙为一个信道，因 此，一个TRX最多可有8个移动用户同时使用。
上行链路与下行链路的业务信道具有相同的组合方式，惟一的差别是有 一个时间偏移，即相对于下行帧，上行帧在时间上推后3个时隙。
•22
51控制信道非复合 帧
•23
BCH和CCCH在TS0上的映射
TDMA帧
0 12
7 01 2
7012
7012
7
FS B
C FS C
C FS C
BCCH+CCCH 下行链路
•11
5gnr中灵活帧结构的概念
5gnr中灵活帧结构的概念
5G NR中的灵活帧结构是指将资源分配和调度的灵活性引入到5G帧结构中，以适应不同应用场景和需求的变化。
在传统的无线通信系统中，帧结构通常是固定的，所有用户在同一个帧中分享资源。
然而，5G NR引入了一种灵活的帧结构，可以根据不同的需求来配置帧。
灵活帧结构可以通过以下方式实现：
1. 子帧划分：帧可以被划分为不同的子帧，每个子帧可以有不同的长度和资源分配规则。
这使得可以在同一个帧中服务不同的用户或应用。
2. 时域划分：帧可以按照时间进行划分，将帧中的资源分配给不同的子载波，从而实现对不同应用的支持。
3. 频域划分：帧可以按照频率进行划分，将频谱资源分成不同的频段，以适应不同用户和应用的需求。
通过灵活帧结构，5G NR可以更好地适应不同应用场景和需求的变化，提供更高的灵活性和效率。
这使得5G系统可以支持多种不同的服务，包括增强型移动宽带、物联网、车联网和工业自动化等。
网络通信的数据包(帧)的结构及原理
网络通信的数据包(帧)的结构及原理
在网络通信中,”包”(Packet)和”帧”(Frame)的概念相同,均指通信中的一个数据块.对于具体某种通信网络,一般使用术语”帧”.一种网络的帧格式可能与另一种网络不同,通常使用术语”包”来指一般意义的帧.串行通信的数据格式有面向字符型的数据格式,如单同步、双同步、外同步；也有面向比特型的数据格式,这以帧为单位传输,每帧由六个部分组成,分别是标志区、地址区、控制区、信息区、帧校验区和标志区.
串行通信协议属于ISO国际参考标准的第三层,数据链路层.数据链路层必须使用物理层提供给它的服务.物理层所做的工作是接收个一个原始的比特流,并准备把它交给目的地.不能保证这个比特流无差错.所接收的比特的数量也许少于,也许等于或多于所传递的比特的数量,它们具有不同的值.一直要上到数据链路层才能进行检测,如果需要的话,纠正错误.对于数据层,通常的方法是把比特流分成离散的帧,并对每一帧计算出校验和…….当一帧到达目的地后重新计算校验和时,如果新算出的校验和不同于帧中所包括的值,数据链路层就知道出现差错了,从而会采取措施处理差错(即,丢弃坏帧,并发回一个差错报告).
数据链路层的任务是在两个相邻接点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据.每一帧包括数据和必要的控制信息.人们发现,对于经常产生误码的实际链路,只要加上合适的控制规程,就可以使通信变为比较可靠的.如IBM公司推出了着名的体系结构SNA,在SNA的数据链路规程采用了面向比特的规程SDLC,后来ISO把它修改后称为HDLC,译为高级数据链路控制.在INTERNET 中,用户与ISP(INTERNET服务提供者)之间的链路上使用得最多的协议就是SLIP和PPP.。
通信原理帧实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解通信系统中帧的概念和作用。
2. 掌握帧的组成和格式。
3. 学习帧同步和错误检测的方法。
4. 通过实验加深对帧同步和错误检测的理解。
二、实验器材1. 实验箱2. 信号发生器3. 示波器4. 计算机及通信原理实验软件三、实验原理帧是通信系统中的一种基本数据传输单位，由多个数据位组成。
帧的格式通常包括同步头、地址域、控制域、信息域和校验域等部分。
帧同步是指接收端能够正确识别每个帧的开始和结束，以保证数据的正确传输。
错误检测则用于检测传输过程中可能出现的错误，以保证数据的完整性。
四、实验步骤1. 帧格式设置- 在通信原理实验软件中设置帧的格式，包括同步头、地址域、控制域、信息域和校验域的长度和格式。
2. 帧发送- 使用信号发生器生成待发送的帧，并通过实验箱发送到接收端。
3. 帧接收- 接收端通过实验箱接收发送端发送的帧，并使用示波器观察接收到的信号。
4. 帧同步- 在接收端使用帧同步方法（如循环冗余校验CRC）检测接收到的帧是否同步。
5. 错误检测- 在接收端使用错误检测方法（如奇偶校验、海明码等）检测接收到的帧是否出现错误。
6. 结果分析- 分析帧同步和错误检测的结果，验证帧的完整性和正确性。
五、实验结果与分析1. 帧同步- 通过实验，发现使用循环冗余校验CRC方法可以有效地实现帧同步。
当接收到的帧的CRC校验码与发送端的校验码一致时，认为帧同步成功。
2. 错误检测- 通过实验，发现使用奇偶校验方法可以检测出传输过程中的一些错误。
当接收到的帧的奇偶校验位与发送端的奇偶校验位不一致时，认为帧出现错误。
3. 帧格式对同步和错误检测的影响- 通过实验，发现帧格式对同步和错误检测的影响较大。
当帧格式不合理时，可能会导致同步失败或错误检测不准确。
六、实验总结本次实验通过实验箱和通信原理实验软件，实现了帧的发送、接收、同步和错误检测。
通过实验，加深了对通信系统中帧的概念、作用、格式以及帧同步和错误检测方法的理解。
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4． 读出伺服某一功能参数的无站号通信帧定义：
主机发送，伺服（从机）接收：
ASCII 字符值
SOH
0
5 STX 1 0
十六进 Ox01 制值
Ox30
Ox35
Ox02 Ox31 Ox30
ETX C B NUL
Ox03 0x43 0x42 0x00
字符定 通信 写参数指令码（2 报文
报文结
伺服 F 参数编号
主机发送，伺服（从机）接收：
ASCII 字符值
SOH
2
0
5 STX 1
十六进 Ox01 Ox32 Ox30 Ox35 Ox02
制值
Ox31
0 ETX F D NUL
Ox30 Ox03 0x46 0x44 0x00
字符定 通信 站址 写参数指令 报文 义 开始 编号 码（2 字节） 开始
伺服 F 参数编号
Ox02 Ox41
Ox03 0x44 0x39 0x00
制值
30 30 30 31 31 33 38 38
字符定 义
报文 开始
应答 代码
*
读出的伺服驱动器当前状态参数数值，数据 字节长度因不同状态参数而定（6 个或 8 个
字节），详见状态参数编号定义表
报文 结束
和校验值
通讯 结束
和校验的计算范围： 41h+30h+30h+30h+31h+31h+33h+38h+38h+03h=1D9h
站址
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
ASCII 编码 G H I J K L M N O P Q R S T U V
*站址编号 0 为广播地址，含有“0”号站址编号的数据帧对总线上所有伺服单元均有效。除此之外只有 含有与数据帧相同站址编号的伺服单元才接受该数据帧的信息。
通讯 结束
6． 读出伺服驱动器当前状态参数的无站号通信帧定义：
主机发送，伺服（从机）接收：
ASCII 字符值
SOH
1
1 STX 1 0
十六进 Ox01
制值
Ox31
Ox31 Ox02 Ox31 Ox30
ETX C 8 NUL
Ox03 0x43 0x38 0x00
字符定 通信 读状态参数指令 义 开始 码（2 字节）
报文 结束
和校验值
通讯 结束
பைடு நூலகம்
和校验的计算范围：32h+30h+35h+02h+31h+30h+03h=0CBh
0FDh
伺服（从机）回答发送，主机接收：
ASCII 字符值
STX
2
A 0 0 1 3 8 8 ETX
A A NUL
十六进 Ox02 Ox32 Ox41 Ox Ox Ox Ox Ox Ox
制值
到主机的停止发送波形命令“9”，“0”；
4． 当接收到主机的发送波形命令后的任何时候，伺服（从机）上传数据全部是二进制格式，排
列方式为：波形①数据高 8 位＋波形①数据低 8 位＋波形②数据高 8 位＋波形②数据低 8 位
＋波形③数据高 8 位＋波形③数据低 8 位。如果某波形变量编号设置成“0”，则伺服（从机）
伺服（从机）回答发送，主机接收：
ASCII 字符值 STX
A
ETX
十六进制值 Ox02
Ox41
Ox03
字符定义 报文开始 应答代码* 报文结束 和校验的计算范围： 41h+03h=44h
* 通信正确应答：应答代码＝“A”； 通信错误应答：应答代码≠“A”；
4
4
0x34
0x34
和校验值
44h
NUL
0x00 通讯结束
主机发送“伺服开始发送实时状态变量命令”，伺服（从机）接收：
ASCI
I字
SO H
0
1
ST X
0
1
0
2
0
3
0
5
ET X
F
1
NU L
符值
十六 Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox 0x 0x 0x
进制 值
01
30
31
02
30
31
30
32
30
33
30
35
03
46
31
Ox 03
0x 36
0x 36
0x 00
值
字通 符信
站 址
写参数 指令码
报 文
伺服 F
写 入
定 开 编 （2 字 开 参数编 模
0
0
报
通
0
待写入的伺服 F 参 数数值
文 结
和校验 值
讯 结
义 始 号 节） 始
号
式 *
束
束
和校验的计算范围： 32h+38h+34h+02h+ 31h+30h+30h+ 30h+ 30h+ 30h+31h+ 33h+38h+ 38h+03h 98h =298h
报文 伺服驱动器当前 报文结
开始 状态参数编号
束
和校验值
通讯 结束
和校验的计算范围：31h+31h+02h+31h+30h+03h=0C8h
0C8h
伺服（从机）回答发送，主机接收：
ASCII 字符值
STX
A
0 0 0 0 1 3 8 8 ETX
D
9 NUL
十六进
Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox
制值
Ox30
Ox03 0x46 0x41 0x00
字符定 通信 站址 读状态参数指 报文 伺服驱动器当前 报文 义 开始 编号 令码（2 字节） 开始 状态参数编号 结束
和校验值
通讯 结束
和校验的计算范围：32h+31h+31h+02h+31h+30h+03h=0C8h
0FAh
伺服（从机）回答发送，主机接收：
4 位 ASCII
【1】【1】 【0】【3】 滞留脉冲数，即位置误差（脉冲数）
4 位 ASCII
【1】【1】 【0】【4】 电机一周内的转子位置（脉冲数）
4 位 ASCII
【1】【1】
【0】【5】 速度输入电压值（0.01V）
4 位 ASCII
【1】【1】
【0】【6】 转矩输入电压值（0.01V）
4 位 ASCII
1． 控制字符定义：
RS232C/RS485 通信的帧结构定义
代码
SOH STX ETX NUL
16 进制
（ASCII 码）
01H 02H 03H 00H
说明
通讯开始 报文开始 报文结束 通讯结束
2． 写入伺服某参数的无站号通信帧定义：
主机发送，伺服（从机）接收：
AS CI
S
S
E
N
I 字
O
8
4
T
1
0
通
报
报
通
读变量波
信 形指令码 文 波形①变 波形②变 波形③变 波形横轴 文 和校验值 讯
开
开 量编号 量编号 量编号 采样率 结
结
（2 字节）
始
始
束
束
和校验的计算范围： 39h+30h+02h+30h+31h+30h+32h+30h+33h+30h+35h+03h=1F9h
0F9h
主机接收，伺服（从机）发送：
0
0
0
0
1
3
8
8
T
6
6
U
符 值
H
X
X
L
十
六 Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox Ox 0x 0x 0x 进
01 38 34 02 31 30 30 30 30 30 31 33 38 38 03 36 36 00 制
值
字 通 写参数 报
写
报
通
伺服 F 入
8． 伺服驱动器当前状态参数编号定义表：
读伺服驱动器实时状态参数编号列表：
命令指令码 状态参数编号
参数含义
数据字节长度
【1】【1】 【0】【0】 电机当前的速度反馈值（RPM）
4 位 ASCII
【1】【1】 【0】【1】 位置脉冲输入频率（kHz）
4 位 ASCII
【1】【1】 【0】【2】 电机的有效转矩率（％）
0D9h
z 通信正确应答：应答代码＝“A”； 通信错误应答：应答代码≠“A”，帧格式同 2 项；
7． 读出伺服驱动器当前状态参数的有站号通信帧定义：
主机发送，伺服（从机）接收：
ASCII 字符值
SOH
2
1
1 STX 1
0 ETX F A NUL
十六进 Ox01 Ox32 Ox31 Ox31 Ox02 Ox31
* 写入模式定义：“0”代表写入伺服内部 EEPROM；“3” 代表写入伺服内部 RAM。
伺服（从机）回答发送，主机接收：
ASCII 字符值 STX
2
A
ETX
十六进制值 Ox02
Ox32
Ox41
Ox03
字符定义 报文开始 站址编号 应答代码* 报文结束 和校验的计算范围： 32h+41h+03h=76h