一、概述

令牌總線（Token Bus）訪問控制方法是IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（LMSC）定義的局域網(wǎng)的媒體訪問控制方法的其中一種。該方法是由IEEE 802.4工作組所規(guī)范，制定和發(fā)布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，主要是對令牌總線訪問控制方法的媒體控制子層（MAC）和物理層（PHY）的技術(shù)描述。

欲詳細(xì)了解IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（LMSC）下設(shè)工作組情況介紹的請進(jìn)入。

然而，由于這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是各工作站對介質(zhì)的共享權(quán)力是均等的，可以設(shè)置優(yōu)先級，也可以不設(shè)；有較好的吞吐能力，吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率增高而加大。單缺點(diǎn)也是非常明顯的，它的控制電路較復(fù)雜、成本高，輕負(fù)載時(shí)，線路傳輸效率低。因此，令牌總線訪問控制方法已經(jīng)被LMSC給淘汰了，其IEEE 802.4工作組也早早被IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)給解散了。所以，下述僅對該方法做一簡要介紹，以供了解。

需要指出的是，該訪問方法涉及到國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）定義的開放系統(tǒng)互聯(lián)/基本參考模型（OSI/RM）的最下兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，而數(shù)據(jù)鏈路層是由邏輯鏈路控制（LLC）子層和媒體訪問控制（MAC）子層所構(gòu)成（請?jiān)斠娤聢D1）。但IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容并不涉及LLC的規(guī)范要求，邏輯鏈路控制（LLC）子層的相關(guān)要求是由IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)范的。因此，關(guān)于令牌總線訪問控制方法的的相關(guān)要求還應(yīng)與IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)一起使用。

圖 1：令牌總線訪問控制方法與OSI/RM的對應(yīng)關(guān)系

欲詳細(xì)了解邏輯鏈路控制（LLC）子層規(guī)范要求（IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)）介紹的請進(jìn)入。

二、令牌總線訪問控制方法簡介

令牌總線主要用于總線形或樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。它是把總線形或樹形網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)工作站按一定順序如按接口地址大小排列形成一個(gè)邏輯環(huán)。只有令牌持有的工作站才能控制總線，才有發(fā)送信息的權(quán)力。信息是雙向傳送，每個(gè)站都可檢測到其它站點(diǎn)發(fā)出的信息。在令牌傳遞時(shí)，都要加上目的地址，所以只有檢測到并得到令牌的工作站，才能發(fā)送信息，它不同于CSMA/CD方式，可在總線和樹形結(jié)構(gòu)中避免沖突。

1、令牌

所謂令牌（Token），是指用作權(quán)限的象征的特定的一組比特，它接連不斷地從一個(gè)工作站傳送到另一個(gè)工作站，以表示該站暫時(shí)控制傳輸媒體。事實(shí)上，在局域網(wǎng)（令牌總線邏輯環(huán)）中，所有的信息由幀傳送，某些幀包含一個(gè)令牌，但不包含用戶數(shù)據(jù)，其它幀包含數(shù)據(jù)但不含令牌。其令牌總線媒體訪問控制方法的幀格式如下圖2-1所示，幀中各項(xiàng)的釋義詳見下表2-1。

圖 2-1：令牌總線訪問控制方式的幀格式

表 2-1：幀格式中各項(xiàng)釋義

2、邏輯環(huán)

邏輯環(huán)是指：令牌總線訪問控制方式的抽象表示，它以模擬在環(huán)網(wǎng)中傳遞控制權(quán)的方式在工作站之間傳遞一個(gè)令牌。如下圖2-2所示。共享媒體，一般可分類為兩大主要類型，即廣播形式和順序形式。令牌總線訪問控制方式只涉及廣播形式。在廣播媒體上，各個(gè)工作站可以接收所有發(fā)送信號(hào)。廣播類型的媒體通常配置成一個(gè)物理總線。在圖2-2中，注意令牌媒體訪問方法在邏輯意義上總是順序形式的。這就是說，在正常穩(wěn)態(tài)操作期間，訪問媒體的權(quán)利是從一個(gè)站傳遞到另一個(gè)站。而且，物理連接性對于邏輯環(huán)的次序沒有什么影響，甚至能夠響應(yīng)令牌持有站詢問的站不一定是邏輯環(huán)的一部分（例如，圖中站H站 和F 站能夠接收幀并能響應(yīng)，但不能啟動(dòng)傳輸，因?yàn)樗鼈儚膩淼貌坏搅钆疲?/span>

圖 2-2：令牌總線訪問控制方式物理總線上的邏輯環(huán)

3、令牌訪問方法

令牌總線訪問控制方法的本質(zhì)可用下表2-3-1中的論點(diǎn)來描述。其MAC 子層通過以邏輯上環(huán)形方法將媒體的控制從一個(gè)站傳遞到另一個(gè)站來提供對共享媒體的順序訪問。MAC 子層通過識(shí)別和接收前驅(qū)站來的令牌決定本站什么時(shí)候有權(quán)訪問共享媒體，并決定何時(shí)應(yīng)將令牌傳遞到后繼站。其子層的通用功能詳見下表2-3-2。

表 2-3-1：令牌總線訪問控制方法的本質(zhì)

表 2-3-2：令牌總線訪問控制方法的子層功能

為更好地理解在何時(shí)何地，令牌傳遞總線是一種合適的局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)，了解令牌傳遞訪問方法的基本特性是有益的。為此，下表2-3-3給出了令牌總線訪問控制方法的一些重要特征。

表 2-3-3：令牌總線訪問控制方法的重要特征

4、物理層

對于令牌總線訪問控制方法的物理層（PHY），它定義下述四種類型的物理層實(shí)體（PLE，Physical Layer Entity）和媒質(zhì)，用于令牌傳遞MAC 協(xié)議：

其一，1Mbit/s 或10Mbit/s 的單信道（也就是全向）相位相干FSK 同軸電纜總線用的PLE 和媒體。下表2-4-1給出了該型物理層的基本特性。

表 2-4-1：相位相干移頻鍵控（FSK）同軸電纜總線的基本特性

其二，1Mbit/s、5Mbit/s、或10Mbit/s 的雙倍道（也就是頭端）寬帶雙二進(jìn)制AM/PSK 同軸電纜總錢用的PLE 和媒體。下表2-4-2給出了該型物理層的基本特性。

表 2-4-2：多級雙二進(jìn)制調(diào)幅-移相鍵控（AM/PSK）同軸電纜總線的基本特性

其三，5Mbit/s、10Mbit/s或20Mbit/s的光纖總線用的PLE 和媒體。下表2-4-3給出了該型物理層的基本特性。

表 2-4-3：光纖總線的基本特性

其四，1Mbit/s的單信道（也就是全向）相位連續(xù)FSK 同軸電纜總線用的PLE 和媒體。下表2-4-4給出了該型物理層的基本特性。

表 2-4-4：相位連續(xù)FSK 同軸電纜總線的基本特性

三、相關(guān)說明

IEEE 802.4工作組所發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，曾經(jīng)被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO），轉(zhuǎn)化成國際標(biāo)準(zhǔn)，如ISO/IEC 8802-4: 1990《信息處理系統(tǒng)-周域網(wǎng)-第4 部分：令牌傳遞總線訪問方法和物理層規(guī)范》。我國曾在1997年參照（IDT）ISO/IEC 8802-4: 1990制定了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15629.4-1997《信息處理系統(tǒng) 局域網(wǎng) 第4部分 令牌傳遞總線訪問方法和物理層規(guī)范》，以便在國內(nèi)推廣使用該訪問方法的局域網(wǎng)。然而，后來IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)又推出了令牌環(huán)訪問方法，要比采用牌傳遞總線訪問方法性能要更有優(yōu)勢。由此，采用牌傳遞總線訪問方法的局域網(wǎng)普及受到了影響，最終被淘汰了，我國也在2004年廢止了GB/T 15629.4-1997標(biāo)準(zhǔn)。

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