【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于在通信系統內傳輸時間關鍵數據、特別是工業自動化系統中的控制數據的方法以及設置用于執行該方法的通信控制裝置。
技術介紹
1、工業自動化系統通常包括經由工業通信網絡相互聯網的大量自動化設備，并且在生產或加工自動化的范圍中用于控制或調節設施、機器或設備。由于工業自動化系統中的時間關鍵的約束條件，主要使用實時通信協議、例如profinet、profibus、實時以太網或時間敏感網絡(tsn)來在自動化設備之間進行通信。
2、如果用于傳輸具有實時要求的數據流或數據幀的網絡資源與傳輸具有大量用戶數據內容且無特定服務質量要求的數據幀競爭，由于通常用于極其不同的應用，則在基于以太網的通信網絡中會例如產生問題。這會導致具有實時要求的數據流或數據幀無法根據要求或所需的服務質量傳輸。
3、根據ep?3?038?325?a1，為了在工業自動化系統的通信網絡中進行數據傳輸，僅在周期性的第一時間區間內通過通信網絡的耦合通信設備來傳輸包括用于自動化系統的控制數據的第一數據幀。第二數據幀或者第三數據幀在周期性的第二時間區間內傳輸，其中，第二數據幀與包括數據幀的數據流序列相關聯，并且對于第三數據幀的傳輸沒有確定服務質量或者確定低于預設的閾值的服務質量。第一時間區間被分為第一子區間和第二子區間。將要轉發的第一數據幀以子區間交替的方式接入第一或第二等待隊列中，并且交替地從等待隊列中取出以進行轉發。
4、在wo?2019/001718?a1中描述一種用于數據傳輸的方法，該方法實現受保護的通信和低的網絡配置耗費的組合
5、從wo?2020/114706?a1中已知一種用于傳輸時間關鍵數據的通信系統，其中將選定的數據報分配給數據流并且經由用于數據流的路徑傳輸。為了預留要通過通信設備為傳輸數據流而提供的資源，將分別至少包括對第一和第二網絡節點的數據和服務質量參數的預留請求分別通過預留功能部件傳輸給上級的通信控制裝置，預留功能部件與第一或第二通信終端設備或與其連接的轉發數據報的通信設備相關聯。上級的通信控制裝置在預留請求中分別確定路徑，并且檢查：在通信設備中在遵守指定的服務質量參數的情況下對于傳輸數據流沿著相應的路徑是否有充足的資源可用，并且為選定的通信設備確定建議的本地周期持續時間。
6、在文獻“用于時間敏感網絡中高精度通信的重新配置算法：使用ieee?802.10cc(擴展版本)的時間感知整形器配置”(arxiv.org，康奈爾大學圖書館，201olin，康奈爾大學圖書館，ithaca,ny?14853，2019年6月27日，(2019-06-27))中，提出一種用于在通信系統內傳輸時間關鍵的數據的方法。在此，將選定的數據報分配給數據流，并且經由包括第三通信設備的路徑從第一通信設備傳輸到第二通信設備。上級的通信控制裝置分別確定用于相應數據流的路徑，并且在可用性充足的情況下預留用于經由第三通信設備傳輸相應的數據流的資源。在可用資源充足的情況下，上級的通信控制裝置分別至少配置與第一通信設備或第二通信設備連接的第三通信設備，使得將分配給數據流的數據報各自排入為數據流預留的傳輸隊列中。
7、us2006/092963?a1涉及一種用于在網絡內通信的方法，其中首先產生具有有保證的服務質量(qos)的無線網絡客戶端中的數據流的配置文件。在接收到配置文件時，創建用于為數據流實現qos的配置參數。根據配置參數來配置分配給數據流的數據路徑的層。如果充足資源可用性缺乏，則實施為盡力而為式數據通信。
8、即使在中央串流預留模型的情況下，串流預留請求原則上彼此獨立地傳輸給中央網絡控制器cnc或傳輸給上級的通信控制裝置。在接收到串流預留請求后，只要在相應的通信系統中有充足的資源可用，中央網絡控制器就立即規劃預留請求。這通常稱作為遞增排程。這現在可以引起：如果例如在為時間關鍵應用、例如數據分析應預留系統資源之后不再存在充足的系統資源，則中央網絡控制器必須拒絕對本身高優先化的進程的串流預留請求、特別是工業自動化系統中的時間關鍵的控制進程。
技術實現思路
1、本專利技術基于如下目的，即提出一種用于在通信系統內傳輸時間關鍵數據的方法，該方法實現有效地預留資源并且可靠地建立用于傳輸高優先化數據的數據流，并且給出適合于執行該方法的裝置。
2、根據本專利技術，該目的通過具有權利要求1中說明的特征的方法和具有權利要求14中說明的特征的通信控制裝置來實現。在從屬權利要求中說明有利的改進方案。
3、按照根據本專利技術的用于在通信系統內傳輸時間關鍵數據的方法，將選定的數據報分配給數據流并且經由包括第三通信設備的路徑從第一通信設備傳輸到第二通信設備。為了公布能訂閱的數據流，第一通信設備各自傳輸包括數據流標識符的第一數據報并且在第一數據報中指定相應的數據流的服務質量參數。而為了預留待由第三通信設備提供的用于傳輸數據流的資源，第二通信設備各自傳輸第二數據報并且在第二數據報中指定相應的數據流標識符。響應于第一數據報和第二數據報，上級的通信控制裝置分別確定相應的數據流的路徑，并且通信控制裝置在可用性充足的情況下預留用于經由第三通信設備傳輸相應的數據流的資源。
4、要通過尤其第三通信設備提供的資源例如包括可用的傳輸時間窗口、帶寬、保證的最大延遲、隊列號、交換機或網橋中的隊列緩存和/或地址緩存。優選地，根據第一通信設備的預留請求，分別通過上級的通信控制裝置將數據流標識符提供給相應的第一通信設備。另外，根據本專利技術，數據流對于數據流的數據報的傳輸隊列分配分別通過數據流的數據流標識符和數據流到虛擬局域網的分配來識別，特別是根據ieee?802.1cb來識別。
5、如果可用資源充足，則上級的通信控制裝置分別至少配置與第一通信設備或第二通信設備連接的第三通信設備，使得分配給數據流的數據報各自排入為數據流預留的傳輸隊列中。相反，在充足資源的可用性缺乏或不確定的情況下，上級的通信控制裝置分別至少暫時地至少配置與第一通信設備或第二通信設備連接的第三通信設備，使得分配給選定的數據流的數據報各自排入用于在沒有特定服務質量保證的情況下處理的數據通信的傳輸隊列中。有利地，上級的通信控制裝置分別通過相應的轉發數據庫中的條目至少配置與第一通信設備或第二通信設備連接的第三通信設備，以實現將哪個虛擬局域網分別分配給數據流和/或是否和/或以何種優先級將分配給數據流的數據報各自排入為數據流預留的傳輸隊列中。
6、總體而言，本專利技術實現：避免為其應用或相關聯的進程的優先級低于隨后應預留資源的應用或進程的串流預留資源，使得對于高優先化的應用或進程可以確保預留用于串流的資源。這尤其對于在引導過程期間動態地分配用于串流的資源是重要的，其中預留請求到達的順序有時會難以預測。因此，借助本專利技術夠用的是：根據串流預留請求，首先本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于在通信系統內傳輸時間關鍵數據的方法，其中，
2.根據權利要求1所述的方法，其中，如果可用資源充足，則上級的所述通信控制裝置(400)分別至少配置與第一通信設備或第二通信設備(201，202)連接的第三通信設備(101，102)，從而將所述數據流分別分配給虛擬局域網并且基于該分配將分配給數據流的數據報(300)各自排入為數據流預留的相應的傳輸隊列(111-112，121-122)中，并且其中，在充足資源的可用性缺乏或不確定的情況下，上級的所述通信控制裝置(400)分別至少暫時地至少配置與第一通信設備或第二通信設備連接的所述第三通信設備，從而將選定的數據流分別分配給虛擬局域網，基于所述虛擬局域網的分配，將分配給相應的選定的數據流的數據報各自排入用于在沒有特定服務質量保證的情況下處理的數據通信的相應的傳輸隊列(113，123)中。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述虛擬局域網的分配用于改變：是否和/或以何種優先級將分配給數據流的數據報各自排入為數據流預留的傳輸隊列中。
4.根據權利要求2或3中任一項所述的方法，其中，上級的所述通信控
5.根據權利要求2至4中任一項所述的方法，其中，上級的所述通信控制裝置(400)在所述通信系統的運行開始時分別至少配置與第一通信設備或第二通信設備(201，202)連接的所述第三通信設備(101，102)，使得首先將全部數據流分別分配給虛擬局域網，基于所述虛擬局域網的分配，將分配給相應的選定的數據流的數據報各自排入用于在沒有特定服務質量保證的情況下處理的數據通信的相應的傳輸隊列(113，123)中。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，上級的所述通信控制裝置(400)在運行開始之后創建全部數據流的優先化，并且所述通信控制裝置基于該優先化和能用的資源來確定應將哪些數據流至少暫時地作為選定的數據流進行處理。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，響應于來自第一通信設備(201)的預留請求(401)，由上級的所述通信控制裝置(400)將所述數據流標識符分別提供給相應的所述第一通信設備。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，上級的所述通信控制裝置(400)分別至少配置與第一通信設備或第二通信設備(201，202)連接的第三通信設備(101，102)，從而借助于相應的轉發數據庫中的條目，使哪個虛擬局域網分別分配給數據流，和/或是否和/或以何種優先級將分配給數據流的數據報各自排入為數據流預留的傳輸隊列中。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，待由所述第三通信設備(101-103)提供的資源尤其包括能使用的傳輸時間窗口、帶寬、保證的最大延遲、隊列號、交換機或網橋中的隊列緩存和/或地址緩存。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其中，通信設備(101-103，201-202)經由時間敏感網絡相互連接，尤其根據IEEE?802.3-2018、IEEE?802.1Q-2018、IEEE?802.1AB-2016、IEEE?802.1AS-2011、IEEE?802.1BA-2011和/或IEEE?802.1CB-2017相互連接。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，借助于幀搶占、特別是根據IEEE?802.1Q-2018的幀搶占、時間感知整形器、特別是根據IEEE?802.1Q-2018的時間感知整形器、基于信用的整形器、特別是根據IEEE?802.1Q-2018的基于信用的整形器、突發限制整形器、蠕動整形器和/或基于優先級的整形器，控制對選定的所述數據報(300)的轉發。
12.根據權利要求9或10中任一項所述的方法，其中，在所述第三通信設備(101-103)中分別至少提供為具有增加的實時要求的第一數據流預留的傳輸隊列(111，121)、為沒有增加的實時要求的第二數據流預留的傳輸隊列(112，122)以及用于沒有特定服務質量保證的數據通信、尤其盡力而為式數據通信的傳輸隊列(113，123)，其中，在可用性充足的情況下，上級的所述通信控制裝置(400)首先僅為所述第一數據流預留用于經由所述第三通信設備傳輸相應的所述數據流的資源，并且所述通信控制裝置分別配置所述第三通信設備以至少暫時地將所述第二數據流作為選定的數據流進行處理。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，如果可用資源對于經由所述第三通...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于在通信系統內傳輸時間關鍵數據的方法，其中，
2.根據權利要求1所述的方法，其中，如果可用資源充足，則上級的所述通信控制裝置(400)分別至少配置與第一通信設備或第二通信設備(201，202)連接的第三通信設備(101，102)，從而將所述數據流分別分配給虛擬局域網并且基于該分配將分配給數據流的數據報(300)各自排入為數據流預留的相應的傳輸隊列(111-112，121-122)中，并且其中，在充足資源的可用性缺乏或不確定的情況下，上級的所述通信控制裝置(400)分別至少暫時地至少配置與第一通信設備或第二通信設備連接的所述第三通信設備，從而將選定的數據流分別分配給虛擬局域網，基于所述虛擬局域網的分配，將分配給相應的選定的數據流的數據報各自排入用于在沒有特定服務質量保證的情況下處理的數據通信的相應的傳輸隊列(113，123)中。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述虛擬局域網的分配用于改變：是否和/或以何種優先級將分配給數據流的數據報各自排入為數據流預留的傳輸隊列中。
4.根據權利要求2或3中任一項所述的方法，其中，上級的所述通信控制裝置(400)在所述通信系統的正在進行的運行期間以時間受控和/或事件受控的方式創建全部數據流的更新的優先化，并且所述通信控制裝置基于所述更新的優先化和當前能用的資源確定應將哪些數據流至少暫時地作為選定的數據流進行處理。
5.根據權利要求2至4中任一項所述的方法，其中，上級的所述通信控制裝置(400)在所述通信系統的運行開始時分別至少配置與第一通信設備或第二通信設備(201，202)連接的所述第三通信設備(101，102)，使得首先將全部數據流分別分配給虛擬局域網，基于所述虛擬局域網的分配，將分配給相應的選定的數據流的數據報各自排入用于在沒有特定服務質量保證的情況下處理的數據通信的相應的傳輸隊列(113，123)中。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，上級的所述通信控制裝置(400)在運行開始之后創建全部數據流的優先化，并且所述通信控制裝置基于該優先化和能用的資源來確定應將哪些數據流至少暫時地作為選定的數據流進行處理。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，響應于來自第一通信設備(201)的預留請求(401)，由上級的所述通信控制裝置(400)將所述數據流標識符分別提供給相應的所述第一通信設備。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，上級的所述通信控制裝置(400)分別至少...
【專利技術屬性】
技術研發人員：斯特凡·赫默，斯文·克施鮑姆，
申請(專利權)人：西門子股份公司，
類型：發明
國別省市：
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