Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102021122686A1 - Verfahren zum betreiben eines netzwerks - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines netzwerks Download PDF

Info

Publication number
DE102021122686A1
DE102021122686A1 DE102021122686.4A DE102021122686A DE102021122686A1 DE 102021122686 A1 DE102021122686 A1 DE 102021122686A1 DE 102021122686 A DE102021122686 A DE 102021122686A DE 102021122686 A1 DE102021122686 A1 DE 102021122686A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
time
network
time slots
until
data packets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021122686.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Arne Kaufmann
Lukas Wüsteney
René Hummen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hirschmann Automation and Control GmbH
Original Assignee
Hirschmann Automation and Control GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hirschmann Automation and Control GmbH filed Critical Hirschmann Automation and Control GmbH
Publication of DE102021122686A1 publication Critical patent/DE102021122686A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00Packet switching elements
    • H04L49/25Routing or path finding in a switch fabric
    • H04L49/253Routing or path finding in a switch fabric using establishment or release of connections between ports
    • H04L49/254Centralised controller, i.e. arbitration or scheduling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46Interconnection of networks
    • H04L12/4641Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46Interconnection of networks
    • H04L12/4641Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
    • H04L12/4645Details on frame tagging
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/36Flow control; Congestion control by determining packet size, e.g. maximum transfer unit [MTU]
    • H04L47/365Dynamic adaptation of the packet size
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/4026Bus for use in automation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerks mit mehreren Teilnehmern im Netzwerk. Das Netzwerk beinhaltet dazu mindestens einen Switch (10, 11, 12), mindestens zwei Endgeräte und mindestens einen Controller. Erfindungsgemäß kann nun der Controller über ein Applikationsprotokoll mit einem der Endgeräte kommunizieren. Dazu werden Daten als Datenpakete gesendet und/oder empfangen. Zur zeitlichen Planbarkeit der Kommunikation werden Zeitschlitze für das Versenden der Datenpakete vorgesehen, welche an eine maximal mögliche Paketgröße angepasst sind. Die Zeitschlitze weisen dazu einen Zeitbeginn und ein Zeitende auf, wobei diese sich in verschiedenen Zweigen des Netzwerks überlappen können. Zur Optimierung der Kommunikationszeit können die Paketgrößen (5) verändert werden. Um keine Bandbreite im Netzwerk zu verschwenden, werden die Zeitschlitze entsprechend durch Änderung der Zeitbeginne und der Zeitenden an die Paketgröße angepasst (6).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerks, insbesondere eines Automatisierungsnetzwerks.
  • Das Verfahren soll dazu geeignet sein, Komponenten eines Automatisierungsnetzwerks in ein bestehendes Multifunktionsnetzwerk zu integrieren, beispielsweise in ein Ethernetnetzwerk, insbesondere in ein Feldbusnetzwerk, welches als Ethernetbus ausgelegt ist.
  • Bei bestehenden Automatisierungsnetzwerken wie beispielsweise SERCOS III besteht häufig die Einschränkung, dass Geräte des Automatisierungsnetzwerks alleinige Nutzer des Netzwerks sind. Und obwohl das Automatisierungsnetzwerk ebenfalls als Ethernet-Netzwerk ausgeführt ist, ist es nicht trivial, ein solches Automatisierungsnetzwerk in ein bestehendes Netzwerk zu integrieren.
  • Diese Schwierigkeiten bestehen aus Restriktionen, zum Beispiel in Bezug auf Netzwerktopologie, welche entsprechend die Integrierung in andere Netzwerke schwierig bis unmöglich erscheinen lassen.
  • Auch soll es möglich werden, Automatisierungsnetzwerke in TSN-Netzwerke zu integrieren. TSN wurde entwickelt, um zeitsensitive Datenübertragungen in einem Netzwerk zu ermöglichen. Auch werden durch TSN-Funktionen Übertragungszeiten vorhersehbar. Das TSN Netzwerk wird unter IEEE 802.1 genormt.
  • Bei dem Beispiel eines SERCOS III Netzwerks kann zu Beginn einer Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern im Netzwerk die Paketgröße der zu sendenden und/oder zu empfangenen Daten festgelegt werden. Da zu Beginn der Kommunikation noch nicht feststeht, wie viele Daten überhaupt versendet werden, wird die Paketgröße der Daten zunächst maximiert.
  • Während der Kommunikation kann dann die Paketgröße an die Datenmenge angepasst werden, um in dem Netzwerk die Kommunikation zu optimieren. Insbesondere bei Nutzung eines TSN-Netzwerks ist die Einstellung der Paketgröße ein Hilfsmittel zur Planbarkeit der Datenübertragung.
  • Dazu sind für die Datenpakete entsprechende Zeitschlitze vorgesehen, innerhalb welcher die Datenpakete versendet werden. Zur Berechnung der gesamten Kommunikationszeit können dann die einzelnen Zeitschlitze addiert werden, denn alle Datenpakete werden innerhalb dieser Zeitschlitze versendet bzw. empfangen.
  • Eine entsprechend bekannte Kommunikation in ein Automatisierungsnetzwerk ist beispielsweise aus der WO 2018/215209 A1 bekannt. Hierbei werden die Geräte hauptsächlich in einer Linientopologie angeschlossen und durch eine entsprechende Kommunikation durch Datentelegramme ermöglicht.
  • Aus der WO 2017/093014 A1 ist weiterhin ein Verfahren zur industriellen Kommunikation über TSN bekannt. Hierbei werden grundlegende Kommunikationen und Protokolle in einem TSN-fähigen Netzwerk offenbart.
  • Die EP 1 193 926 A2 offenbart dazu ein Automatisierungsnetzwerk mit einer Datenkommunikation, welche Zeitschlitze nutzt. Ein Verändern der Datenpakete innerhalb der Zeitschlitze wird ebenfalls offenbart.
  • Die US 2011/0182300 A1 offenbart weiterhin ein Netzwerk, wobei Zeitschlitze genutzt werden. Die einzelnen Datenpakete können dabei in andere Zeitschlitze transferiert werden. Dieses Verfahren birgt jedoch das Risiko, dass der beim Verschieben benötigte Zeitbereich schon durch einen anderen Datenstrom belegt ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Automatisierungsnetzwerk in ein bestehendes Netzwerk zu integrieren, insbesondere in ein TSN Netzwerk. Weiterhin soll die Datenübertragung hinsichtlich der Kommunikation zwischen Netzwerkteilnehmern zeitoptimiert werden.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
  • Es wird somit ein Verfahren vorgeschlagen zum Betreiben eines Netzwerks mit mehreren Teilnehmern und mindestens einem Switch. Der Switch dient dabei als Knotenpunkt im Netzwerk und kann Daten in alle Richtungen des Knotenpunktes versenden oder empfangen. Weiterhin beinhaltet der Switch eine programmierbare Logik, welche die Beziehungen zu den anderen Teilnehmern im Netzwerk speichern und verwenden kann.
  • Ebenso beinhaltet das Netzwerk mindestens zwei Endgeräte und einen Controller. Der Controller wird auch in einem Automatisierungsnetzwerk als Master bezeichnet.
  • Erfindungsgemäß kann der Controller über ein Applikationsprotokoll Daten an ein bestimmtes Endgerät senden, um dieses zu steuern. Das Applikationsprotokoll wird dabei über die Applikationsschicht des OSI-Netzwerkmodells realisiert. Das bedeutet, dass die Kommunikation über das Applikationsprotokoll in der OSI Schicht 7 realisiert wird.
  • Die so gesendeten Daten werden, gemäß der Spezifikation für Internetnetzwerke, in Datenpakete unterteilt und über die Sicherungsschicht des Netzwerks versendet. Das bedeutet, dass die einzelnen Datenpakete innerhalb der Sicherungsschicht oder der Vermittlungsschicht, also Schicht 2 oder 3 des OSI Modells, übertragen werden. Die Datenpakete werden somit in der Schicht 2 als Rahmen (Frame) oder in der Schicht 3 als Pakete übertragen.
  • Vorteilig werden die Daten als TSN-Datenstrom gesendet. Das bedeutet, dass der Datenstrom der gesendeten und/oder empfangenen Daten mit zeitsensitiven Merkmalen nach IEEE 802.1 versehen ist.
  • Erfindungsgemäß werden nun Zeitschlitze für das Versenden und/oder dem Empfangen der Daten vorgesehen. Diese Zeitschlitze werden bei der Initiierung einer Kommunikation zunächst auf eine maximale und/oder minimale oder auch jede andere denkbare Paketgröße bzw. Paketanzahl angepasst. Zu Beginn einer Kommunikation steht noch nicht die Datenmenge, welche versendet wird fest, so dass zunächst die Zeitschlitze auf die maximale Paketgröße bzw. Paketanzahl festgelegt werden.
  • Die Zeitschlitze beinhalten jeweils einen Zeitbeginn und ein Zeitende. Somit weisen alle Zeitschlitze eine Laufzeit auf, mittels welcher die Übertragungszeit der Daten berechnet werden kann, nämlich indem die Laufzeiten der Zeitschlitze addiert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Übertragungszeit der Daten rein durch die Übertragungsgeschwindigkeit und Datenmenge berechnet werden und wird nicht von den Zeitschlitzen beeinflusst.
  • Die Initiierung der Kommunikation kann über einen dazu befähigten Teilnehmer im Netzwerk geschehen. Bei der Verwendung eines SERCOS III Netzwerks wir dieser Teilnehmer üblicherweise ein Controller oder Master sein.
  • Während der Kommunikation kann die Paketgröße der Datenpakete optimiert werden. Das bedeutet, dass die anfängliche Paketgröße während der Kommunikation im Rahmen der minimalen und maximalen Paketgröße und Paketanzahl verringert oder vergrößert wird. Dadurch ändert sich die Belegung des zur Verfügung stehenden Zeitschlitzes durch das Datenpaket. Dadurch dauert die gesamte Übertragung entweder länger (bei größerer Datenmenge) oder verkürzt sich die Übertragung (durch eine reduzierte Datenmenge).
  • Die überdimensionierten Zeitschlitze bewirken, dass die Kommunikation nicht künstlich verlangsamt wird, indem zum Beispiel eine reduzierte Paketgröße auch schon mit eingeplant ist. Nachdem die Kommunikation final aufgebaut wurde und die Applikation die finale Datenmenge ausgehandelt hat kann die Reservierung der Zeitschlitze optimiert werden. Bisher ist nur bekannt, dass die Zeitschlitzenden an den Kommunikationsbedarf angepasst werden, da bisher die initiale Reservierung den Zeitschlitzanfang auf die maximale Paketgröße gesetzt hat. Dadurch entstehen Zwischenräume in denen die Pakete auf den Switchen pausieren müssen, bis der nächste Zeitschlitz beginnt.
  • Solche Zwischenräume zu optimieren würde bedeuten, dass alle Zeitschlitze nach vorne bewegt würden. Das bedeutet, dass die Kommunikationsdauer sich im laufenden Betrieb ändert, was als Jitter bekannt ist. Insbesondere bei Streaminganwendungen sind solche Jitter zu vermeiden, da sie zum einen eine effektive Datenübertragung verhindern und zum anderen Lücken bzw. Aussetzer beim Empfänger verursachen. Im Falle eines SERCOS III Netzwerks wird dieses in einen Fehlerzustand übergehen, sobald Jitter auftritt.
  • Um Jitter zu vermeiden, müssen die verkleinerten Zeitschlitze verschoben werden. Um den vorgenannten Fehlerzustand zu vermeiden, muss eigentlich das Verkleinern und verschieben der Zeitschlitze gleichzeitig geschehen, was praktisch bisher nicht möglich war.
  • Dadurch, dass jedoch die Zeitschlitze zunächst für die minimale und/oder maximale Paketgröße ausgelegt sind, ist es möglich, nicht nur die Zeitenden zu verschieben, sondern auch die Zeitbeginne. Denn durch die Überdimensionierung der Zeitschlitze zu Beginn der Kommunikation können die Zeitschlitze sich nun zeitlich überlappen und der Zeitbeginn der Zeitschlitze liegt vor dem Zeitbeginn der tatsächlich gesendeten Datenpakete.
  • Für das Überlappen der Zeitschlitze können diese bevorzugt an die minimale zu erwartende Paketgröße angepasst werden. Dies geschieht, indem die Zeitbeginne der einzelnen Zeitschlitze derart gewählt werden, dass der nachfolgende Zeitschlitz einen Zeitbeginn aufweist, welcher der minimal zu erwartenden Paketgröße entspricht.
  • Dadurch, dass die Zeitschlitze sich zeitlich überlappen, kann beim Verkleinern der Datenpakete eine Lücke zwischen den einzelnen Datenpaketen vermieden werden. Die Zeitschlitze können dann über den Zeitbeginn und das Zeitende an die Paketgröße der Datenpakete angepasst werden.
  • Dadurch, dass keine Lücke beim Verkleinern der Datenpakete geschieht, wird der Jitter-Effekt vermieden und ein Datenstrom zusammenhängend gehalten. Die Anpassung der Zeitschlitze ist daher im beanspruchten Verfahren nicht zeitkritisch. Dementsprechend kann die Paketgrößenänderung entkoppelt von der Anpassung der Zeitschlitze geschehen, ohne dass ein Jitter-Effekt oder ein Fehlerzustand auftritt.
  • Die Steuerung der Datenpakete und deren Größe wird dabei über ein Protokoll in der Schicht 2 oder 3 des OSI-Modells durchgeführt, so dass das Applikationsprotokoll die Optimierung der Datenübertragung nicht erkennt.
  • Die Switches sollten an den Knotenpunkten der Netzwerke angeordnet sein, vorzugsweise zwischen Controller und Endgeräten. Dadurch können ab diesen Knotenpunkten verschiedene Topologien in einem Netzwerk zusammengeschaltet werden.
  • Die Endgeräte der Automatisierungsnetzwerke können hintereinandergeschaltet sein, je nach Topologie in einem Ring oder in einer Linie. Dies entspricht auch der normalen Funktion eines Automatisierungsnetzwerks. Im Prinzip können somit durch die Switche mehrere Automatisierungsnetzwerke gemeinsam in einem Netzwerk zusammengeschaltet werden, wobei auch Teilnehmer, die nicht zum Automatisierungsnetzwerk gehören, an dem gleichen Netzwerk teilnehmen können.
  • Bevorzugt wird vorgeschlagen, dass Controller und Endgeräte Teilnehmer eines Automatisierungsbusses sind. Dieser Bus wird dann als Automatisierungsnetzwerk mit Ethernet-Spezifikation betrieben. Die Anzahl der Controller und Endgeräte im Netzwerk ist nicht begrenzt.
  • Als besondere Ausführungsform ist es möglich, die Switches durch Router zu ersetzen, da auch Router die Funktionen eines Switches beinhalten. Ebenfalls können weitere Teilnehmer, wie PCs, Server und/oder Hubs vorhanden sein.
  • Bevorzugt wird vorgeschlagen, den Controller und/oder den Switch (bzw. den Router) durch ein Netzwerkmanagement, welche bevorzugt als Software ausgeführt ist, zu konfigurieren, um den gewünschten Verlauf der Daten von einem Netzwerkteilnehmer zum Endgerät durchführen zu können.
  • Weitere Merkmale ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung. Es zeigt
    • 1: Blockschaltbild über das bisherige Problem einer Paketgrößenänderung
    • 2: Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens
    • 3: Operationsphasen am Beispiel eines SERCOS III Netzwerks
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer Kommunikation in einem Netzwerk. Die zu übertragenden Daten werden dabei in Datenpakete unterteilt und in der gerade zur Verfügung stehenden Bandbreite des Netzwerks versendet bzw. empfangen.
  • Die Datenpakete werden in Figur als schräg schraffierte Flächen dargestellt. Beispielhaft wird dargestellt, dass die Kommunikation drei Datenpakete beinhaltet, welche über unterschiedliche Zyklen des Netzwerks versendet bzw. empfangen werden. Der Begriff Zyklus wird dabei gemäß IEEE 802.1Q verstanden („Time-Aware Shaping“). Die Zyklen werden hier als gepunktete Flächen dargestellt und sind über drei Switches 10, 11, 12 ansprechbar.
  • Für die Datenpakete sind Zeitschlitze vorgesehen, welche durch senkrechte Schraffierung dargestellt werden. Zu Beginn der Kommunikation werden diese Zeitschlitze auf die maximale Paketgröße festgelegt. Damit sind die Zeitbeginne der Zeitschlitze mit den Beginnen der Datenpakete übereinstimmend. Die Zeitenden der Zeitschlitze sind dabei aufgrund der maximalen Größenannahme ggf. größer als die Zeitenden der Datenpakete. Die maximale Paketgröße bestimmt sich dadurch aufgrund der Datenmenge und der zur Verfügung stehenden Bandbreite. Dies ist in der IEEE 802.1Qbv normiert.
  • Um die Kommunikationszeiten zu optimieren, wird die jeweilige Paketgröße der Datenpakete auf ein zeitliches Optimum geändert. Dadurch verkürzen sich die Datenpakete, was unter Schritt 1 dargestellt ist.
  • Durch das Verkürzen der Datenpakete und den bislang gleichlang gebliebenen Zeitschlitzen ergeben sich zeitliche Lücken zwischen den einzelnen Datenpaketen. Die einzelnen Zeitschlitze sind angrenzend ausgeführt, was bedeutet, dass das Zeitende eines Zeitschlitzes zeitgleich den Beginn eines anderen Zeitschlitzes darstellt. Somit ergibt dies eine durchgehende Kommunikation. Im Falle der verkleinerten Datenpakete wird jedoch die zur Verfügung stehende Bandbreite nicht effektiv ausgenutzt.
  • Um die Bandbreite effektiv zu nutzen, können die Zeitschlitze verkürzt werden, indem die Zeitenden der Zeitschlitze an die Zeitenden der Datenpakete angepasst werden. Dies ist in Schritt 2 dargestellt. Dadurch kommt es in der Kommunikation jedoch zu Lücken in dem Datenstream, was als Jitter-Effekt bekannt ist und zu Fehlern im Netzwerk sorgt. Im Falle von einem SERCOS III Netzwerk wird hierdurch ein Fehlerzustand hervorgerufen.
  • Deshalb müssen die Zeitschlitze versetzt bzw. verschoben werden, so dass wieder ein zusammenhängender Datenstrom entsteht. Dies ist in Schritt 3 dargestellt. Um den Fehlerzustand zu vermeiden, müssten Schritt 2 und 3 zusammen (zeitgleich) ausgeführt werden, was Schritt 4 entspricht, jedoch praktisch nicht umsetzbar ist, da die Verschiebung eines Zeitschlitzes ebenfalls fehlerbehaftet ist. Durch eine Verschiebung könnte ein Zeitschlitz in einen bereits reservierten Zeitbereich geraten.
  • 2 zeigt den erfindungsgemäßen Lösungsansatz für das vorgenannte Problem. Hierbei werden zu Kommunikationsbeginn ebenfalls Zeitschlitze erzeugt, welche an die maximal möglichen Paketgrößen angepasst sind. Erfindungsgemäß sind die Zeitschlitze jedoch derart gestaltet, dass sie sich überlappen. Ein durchgehender Datenstrom wird durch die unterschiedlichen Zeitbeginne der Datenpakete innerhalb der Zeitschlitze gewährleistet. Somit sind die Zeitbeginne der Zeitschlitze nicht mehr identisch mit den Zeitbeginnen der Datenpakete.
  • Werden nun die Datenpakete verkleinert, kann durch die Überlappung der Zeitschlitze immer noch ein durchgehender Datenstrom gewährleistet werden, ohne dass ein Fehlerzustand auftreten würde. Dies ist in Schritt 5 dargestellt.
  • Die Kommunikation würde nun immer noch fehlerfrei funktionieren, wäre aber aufgrund der Länge der Zeitschlitze nicht effektiv.
  • Entsprechend wird vorgeschlagen, die Zeitschlitze an die verkleinerten Datenpakete anzupassen, derart, dass nicht nur die Zeitenden der Zeitschlitze an die Datenpakete angepasst werden, sondern auch die Zeitbeginne. Dies ist in Schritt 6 dargestellt.
  • Durch dieses Verfahren wird eine Optimierung der Größe der Datenpakete ermöglicht, ohne die Zeitschlitze verschieben zu müssen. Auch ist die Anpassung der Zeitschlitze an die Datenpakete entkoppelt von der Verkleinerung der Datenpakete, so dass eine mögliche Fehlerquelle eliminiert wird.
  • In 3 wird das Verfahren anhand von SERCOS III Operationsphasen erläutert. Zunächst wird die Kommunikation mittels SERCOS III initialisiert (NRT) und anschließend in Richtung M die Topologie des Netzwerks gemäß dem Applikationsprotokoll festgelegt (CP0).
  • Anschließend wird in Richtung S die Konfiguration geladen und ausgeführt (CP1). Im nächsten Schritt in Richtung S wird die Datenpaketgröße festgelegt und während der Kommunikation optimiert (CP2). Die Endgeräte, welche als Kommunikationsempfänger fungieren, sind ab dieser Stelle Jitter-empfindlich.
  • CP3 umfasst die eigentliche Kommunikation mit optimierten Paketgrößen. CP4 beendet die Kommunikation und ermöglicht die nächste Kommunikation, welche nach dem gleichen Prinzip arbeitet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird demnach innerhalb der markierten Fläche ausgeführt. Entsprechend wird die initiale Paketgröße und Zeitschlitzgröße ab CP2 festgelegt und zwischen CP2 und CP3 optimiert (siehe Schritte 5 und 6 aus 2).
  • Die vorliegende Anmeldung ist nicht auf die bisherigen Merkmale beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausführungen denkbar. So könnte statt mindestens einem Switch auch ein Router oder ein Server eingesetzt werden. Ebenfalls könnten weitere Teilnehmer, wie PCs oder Hubs genutzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2018/215209 A1 [0009]
    • WO 2017/093014 A1 [0010]
    • EP 1193926 A2 [0011]
    • US 2011/0182300 A1 [0012]

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Netzwerks mit mehreren Teilnehmern im Netzwerk, beinhaltend mindestens einen Switch (10, 11, 12), mit mindestens zwei Endgeräten und mindestens einen Controller, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller über ein Applikationsprotokoll mit einem der Endgeräte kommuniziert, dass dazu Daten als Datenpakete gesendet und/oder empfangen werden, dass Zeitschlitze für das Versenden der Datenpakete vorgesehen sind, welche an eine maximal mögliche Paketgröße angepasst sind, dass die Zeitschlitze einen Zeitbeginn und ein Zeitende aufweisen und bei Veränderung der Paketgrößen (5) die Zeitschlitze durch Änderung der Zeitbeginne und der Zeitenden an die Paketgröße angepasst werden (6).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zeitschlitze für das Versenden der Datenpakete vorgesehen sind, wobei die Zeitbeginne an eine minimal mögliche Paketgröße angepasst sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk als Automatisierungsnetzwerk ausgeführt ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Zeitschlitze während einer Initialisierung der Kommunikation über den Controller auf die maximal mögliche Paketgröße angepasst werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschlitze sich zeitlich überlappen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Paketgrößen während einer Kommunikation durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Paketgrößen und die Änderung der Zeitbeginne und der Zeitenden voneinander zeitlich unabhängig ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Paketgrößen und die Änderung der Zeitbeginne und der Zeitenden durch ein Protokoll gesteuert werden, welches unabhängig von dem Applikationsprotokoll arbeitet.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Teilnehmer in Ring- oder Linientopologie mit den Switchen (10, 11, 12) verbunden sind.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Endgeräte hintereinandergeschaltet sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation mittels Datenpakete innerhalb der Sicherungsschicht des Netzwerks geschieht.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Switches (10, 11, 12) als Router oder Server ausgeführt sind.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Controller als Teilnehmer im Netzwerk vorhanden sind.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Konfiguration des Controllers und/oder des Switches durch ein Netzwerkmanagement durchgeführt wird.
DE102021122686.4A 2020-09-07 2021-09-02 Verfahren zum betreiben eines netzwerks Pending DE102021122686A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020123275.6 2020-09-07
DE102020123275 2020-09-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021122686A1 true DE102021122686A1 (de) 2022-03-10

Family

ID=77774910

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021122685.6A Pending DE102021122685A1 (de) 2020-09-07 2021-09-02 Verfahren zum betreiben eines netzwerks
DE102021122684.8A Pending DE102021122684A1 (de) 2020-09-07 2021-09-02 Verfahren zum betreiben eines netzwerks
DE102021122686.4A Pending DE102021122686A1 (de) 2020-09-07 2021-09-02 Verfahren zum betreiben eines netzwerks

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021122685.6A Pending DE102021122685A1 (de) 2020-09-07 2021-09-02 Verfahren zum betreiben eines netzwerks
DE102021122684.8A Pending DE102021122684A1 (de) 2020-09-07 2021-09-02 Verfahren zum betreiben eines netzwerks

Country Status (5)

Country Link
US (3) US20230291695A1 (de)
EP (3) EP4211871A1 (de)
CN (3) CN116018785A (de)
DE (3) DE102021122685A1 (de)
WO (3) WO2022049174A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116708536B (zh) * 2023-08-09 2023-10-24 江苏中威科技软件系统有限公司 一种基于雾计算的跨平台终端互联的通讯协议实现的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1193926A2 (de) 2000-09-27 2002-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und System zur Echtzeitkommunikation in einem Netz mit Ethernet-Physik
US20110182300A1 (en) 2010-01-27 2011-07-28 Sundeep Chandhoke Network Traffic Shaping for Reducing Bus Jitter on a Real Time Controller
WO2017093014A1 (de) 2015-11-30 2017-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur industriellen kommunikation über tsn
WO2018215209A1 (de) 2017-05-23 2018-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum schutz einer kommunikation zwischen mindestens einer ersten kommunikationseinrichtung und wenigstens einer zweiten kommunikationseinrichtung insbesondere innerhalb eines kommunikationsnetzwerkes einer industriellen fertigung und/oder automatisierung

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6717956B1 (en) * 2000-03-03 2004-04-06 Luminous Networks, Inc. Dual-mode virtual network addressing
US20020154647A1 (en) * 2001-02-16 2002-10-24 Hanan Potash Frame handler for high-speed fiber optic communication interface
DE10254580A1 (de) * 2002-11-22 2004-06-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Daten in Nachrichten auf einem Bussystem
DE10319323B3 (de) * 2003-04-29 2004-12-16 Siemens Ag Verfahren zur automatischen Konfiguration einer Kommunikationseinrichtung
US7211968B2 (en) * 2003-07-30 2007-05-01 Colorado Vnet, Llc Lighting control systems and methods
DE102006036770A1 (de) * 2006-08-07 2008-02-14 Siemens Ag Verfahren zur Inbetriebnahme von mindestens einem Feldgerät
US8089991B2 (en) * 2006-09-06 2012-01-03 Nxp B.V. Network and method for clock synchronization of clusters in a time triggered network
US8527674B2 (en) * 2007-03-08 2013-09-03 Lantiq Deutschland Gmbh Data packet switching
US8923285B2 (en) * 2008-04-30 2014-12-30 Qualcomm Incorporated Apparatus and methods for transmitting data over a wireless mesh network
US9143349B2 (en) * 2008-09-19 2015-09-22 Lantiq Deutschland Gmbh Configurable media access controller
JP4886866B2 (ja) * 2010-02-10 2012-02-29 株式会社バッファロー 主記憶装置へのアクセスを高速化する方法および記憶装置システム
US8908545B1 (en) * 2010-07-08 2014-12-09 F5 Networks, Inc. System and method for handling TCP performance in network access with driver initiated application tunnel
KR20120065217A (ko) * 2010-12-10 2012-06-20 모글루(주) 전자문서 제작 장치, 이를 구비하는 전자문서 제작 시스템 및 그 제어 방법과, 전자문서 리딩 시스템 및 그 제어 방법
DE102014100628B4 (de) * 2013-01-21 2016-08-18 Voice Inter Connect Gmbh Bussystem und Verfahren zur Übertragung von Daten in Echtzeit
DE102013211406A1 (de) * 2013-06-18 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Kommunikationsgerät zur Verbindung eines Feldgeräts eines industriellen Automatisierungssystems mit einer ausfallgesicherten Steuerungseinheit und industrielles Automatisierungssystem
US9936003B1 (en) * 2014-08-29 2018-04-03 Cavium, Inc. Method and system for transmitting information in a network
DE102014226994A1 (de) * 2014-12-29 2016-06-30 Robert Bosch Gmbh Kommunikationssystem zum Betreiben eines Datennetzwerks
CN104703273B (zh) * 2015-03-17 2016-01-20 中南大学 一种Quorum时隙自适应调整的同步无线传感器网络MAC方法
US10425252B2 (en) * 2015-04-08 2019-09-24 Infinera Corp. Automatic network-wide service configuration system and method
US9705695B1 (en) * 2015-12-21 2017-07-11 Hartford Fire Insurance Company Sensors and system for accessing and validating sensor data
US10500401B2 (en) * 2016-12-06 2019-12-10 Stryker Corporation Network communication for patient support apparatuses
EP3448000A1 (de) * 2017-08-23 2019-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum generieren eines eindeutigen adressierungskenners für einen datenstrom von einer applikation, in einem tsn konformen netzwerk und vorrichtung hierzu
EP3522477B1 (de) * 2018-01-31 2021-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur daten-kommunikation in einem insbesondere industriellen netzwerk, vorrichtung zur durchführung des verfahrens, computerprogramm sowie computerlesbares medium
US20210392084A1 (en) * 2018-11-13 2021-12-16 Abb Schweiz Ag Transmission Of Packets Over A TSN Aware Network
DE102018129809A1 (de) * 2018-11-26 2020-05-28 Beckhoff Automation Gmbh Verteilerknoten, Automatisierungsnetzwerk und Verfahren zum Übertragen von Telegrammen
EP3672163A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur datenkommunikation, kommunikationsgerät, computerprogramm und computerlesbares medium
US11039409B2 (en) * 2018-12-27 2021-06-15 Qualcomm Incorporated Network coordination
EP3697034A1 (de) 2019-02-14 2020-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur datenübertragung, gerät, computerprogramm und computerlesbares medium
DE102019114309A1 (de) 2019-05-28 2020-12-03 Beckhoff Automation Gmbh Verfahren zum Routen von Telegrammen in einem Automatisierungsnetzwerk, Datenstruktur, Automatisierungsnetzwerk und Netzwerkverteiler
CN111490842B (zh) * 2020-03-23 2024-08-30 腾讯科技(深圳)有限公司 时间同步方法、装置、计算机可读介质及电子设备
CN111600754B (zh) * 2020-05-11 2022-02-25 重庆邮电大学 一种面向tsn和非tsn互联的工业异构网络调度方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1193926A2 (de) 2000-09-27 2002-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und System zur Echtzeitkommunikation in einem Netz mit Ethernet-Physik
US20110182300A1 (en) 2010-01-27 2011-07-28 Sundeep Chandhoke Network Traffic Shaping for Reducing Bus Jitter on a Real Time Controller
WO2017093014A1 (de) 2015-11-30 2017-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur industriellen kommunikation über tsn
WO2018215209A1 (de) 2017-05-23 2018-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum schutz einer kommunikation zwischen mindestens einer ersten kommunikationseinrichtung und wenigstens einer zweiten kommunikationseinrichtung insbesondere innerhalb eines kommunikationsnetzwerkes einer industriellen fertigung und/oder automatisierung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022049173A1 (de) 2022-03-10
EP4211871A1 (de) 2023-07-19
CN116018785A (zh) 2023-04-25
US20230362033A1 (en) 2023-11-09
US20230291695A1 (en) 2023-09-14
EP4211873A1 (de) 2023-07-19
EP4211872A1 (de) 2023-07-19
US20230336380A1 (en) 2023-10-19
DE102021122685A1 (de) 2022-03-10
WO2022049175A1 (de) 2022-03-10
CN116018786A (zh) 2023-04-25
WO2022049174A1 (de) 2022-03-10
DE102021122684A1 (de) 2022-03-10
CN116057897A (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3522482B1 (de) Verfahren zur daten-kommunikation in einem industriellen netzwerk, steuerungsverfahren, vorrichtung, computerprogramm sowie computerlesbares medium
EP3577871B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur modularen lenkung eines avb-streams
EP2443797B1 (de) Medienzugriffssteuerverfahren für ein bussystem und kommunikationseinrichtung
EP3622692A1 (de) Verfahren zur performanten datenübertragung in einem datennetz mit teilweise echtzeit-anforderungen und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP3679691A1 (de) Datenübertragungsverfahren und kommunikationsnetzwerk
DE60013950T2 (de) Netzwerk-Synchronisiersystem und Netzwerk-Synchronisierverfahren
EP3158695A1 (de) Verfahren zum übertragen von daten, sowie zugehöriger netzknoten und zugehöriges netzwerk
DE102021122686A1 (de) Verfahren zum betreiben eines netzwerks
EP1702245A1 (de) Verfahren, schnittstelle und netzwerk zum zyklischen versenden von ethernet-telegrammen
WO2000070822A2 (de) Netzwerk sowie koppelgerät zur verbindung zweier segmente in einem derartigen netzwerk und netzwerkteilnehmer
EP3598719A1 (de) Verfahren zur daten-kommunikation in einem insbesondere industriellen netzwerk, steuerungsverfahren, vorrichtung, computerprogramm und computerlesbares medium
WO2004030297A1 (de) Verfahren zur übertragung von datentelegrammen in einem geschalteten, zyklischen kommunikationssystem
EP3906642B1 (de) Verfahren zur datenkommunikation und computerprogramm
WO2018202446A1 (de) Verfahren zur koordination des zugriffs auf eine ressource eines verteilten computersystems, computersystem und computerprogrramm
DE102019125545B3 (de) Datenübertragungsverfahren, segment-telegramm und automatisierungskommunikationsnetzwerk
EP3758310A1 (de) Verfahren zur datenkommunikation, netzwerksteuereinrichtung, netzwerk, computerprogramm und computerlesbares medium
EP3664510A1 (de) Wechsel des datenübertragungsweges ohne verlust von datenpaketen
EP1371193B1 (de) Electronical switch and method for a communication interface with cut through buffer memory
WO2012136783A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur datenübertragung zwischen verbundenen bussystemen
WO2006114391A1 (de) Kommunikationssystem
WO2020169280A1 (de) Verfahren zur datenübertragung, gerät, computerprogramm und computerlesbares medium
DE10340120B4 (de) Verfahren und System zur Weiterleitung von Informationen in einem verteilten Netzwerk
WO2019145297A1 (de) Verfahren zur daten-kommunikation in einem ethernet-basierten, insbesondere industriellen netzwerk, vorrichtung zur durchführung des verfahrens sowie computerprogramm und computerlesbares medium
EP1453230A2 (de) Synchronisation in einem schaltbaren Datennetz
DE102011118046A1 (de) Synchronisationsgerät und -verfahren zur Synchronisation von Datenpaketen in einem Feldbusnetz

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H04L0012801000

Ipc: H04L0047100000

R083 Amendment of/additions to inventor(s)