Прикладной уровень (Application layer)

Обеспечивает обработку полученных данных. Реализуется как в виде стандартных протоколов, так и в виде уникальных для данного устройства протоколов.

Функции всех уровней модели OSI можно отнести к одной из двух групп:

1. Зависимые от конкретной технической реализации коммуникационного канала.

2. Зависимые от задачи, решаемой данным устройством (приложением).

Три нижних уровня – физический, канальный и сетевой – являются сетезависимыми (зависят от технических особенностей коммуникационного канала). Три верхних уровня – прикладной, представительный и сеансовый – ориентированы на приложения и мало зависят от канала связи. Транспортный уровень – промежуточный.

Как мы отмечали ранее на лекциях, большинство промышленных коммуникационных технологий (fieldbus) включают три уровня: физический, канальный и прикладной.

3. Среды передачи данных – линии связи.

Особенности физического уровня стека протоколов определяются используемым типом линий связи. Характеристики же линий связи определяются физической средой, которая используется для передачи данных. По этому принципу все линии связи разделяются на:

- проводные (воздушные);

- кабельные (медные или оптоволоконные);

- радиоканалы.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой неизолированные проводники, имеют весьма низкие характеристики, используются для передачи аналоговых сигналов, для передачи цифровых сигналов малопригодны.

Кабель представляет собой сложную конструкцию, состоящую из нескольких проводников определенной формы, специальным образом расположенных друг относительно друга и заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, возможно – климатической. Кроме того кабель предполагает наличие разъемов, позволяющих выполнять быструю коммутацию. Для передачи данных используются три типа кабелей:

1) Кабель на основании витой пары медных проводников – Twisted Pair. В свою очередь, эта пара может быть заключена в экран (Shielded Twisted Pair, STP), либо нет (Unshielded Twisted Pair, UTP).

2) Коаксиальный медный кабель.

3) Оптоволоконный кабель. Волоконно-оптический кабель состоит из центрального проводника - световода, выполненного обычно из стекла, намного реже - из полимера, окруженного слоем другого прозрачного вещества с меньшим коэффициентом преломления (в простейшем случае – воздухом, обычно - стеклом). Кроме того, кабель имеет внешнюю оболочку, выполняющую функцию механической защиты. Светодиодные или лазерные излучатели генерируют свет (световые импульсы) с определенной длиной волны, который быстро и без искажений распространяется по световоду и принимается на другом конце кабеля светоприемником. Основная проблема использования оптоволоконных кабелей – сложность их подключения и дороговизна инструментов для подключения световода к разъему

В качестве радиоканалов в настоящее время используются СВЧ радиоканалы, имеющие частоты модуляции начиная с сотен мегагерц, что обеспечивает их большую полосу пропускания, а значит – высокую скорость передачи данных. В промышленном оборудовании также используются инфракрасные беспроводные каналы.