本發(fā)明涉及一種用于可冗余操作的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備以及一種用于操作通信設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
：在分布式工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，在記錄、評(píng)估和傳輸測(cè)量和控制數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該確保，完整的和未經(jīng)更改的數(shù)據(jù)特別是在對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)存在。要避免有意的、無(wú)意的或由技術(shù)錯(cuò)誤引起的改變，因?yàn)檫@在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)能夠?qū)е虏灰恢碌南到y(tǒng)狀態(tài)以及伴隨經(jīng)濟(jì)上嚴(yán)重后果的停工時(shí)間的系統(tǒng)故障。附加地，在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的計(jì)算單元之間的通信連接的中斷可能會(huì)導(dǎo)致不期望或不必要地重復(fù)服務(wù)請(qǐng)求的傳輸。這造成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信連接的額外的負(fù)荷，這可能會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的系統(tǒng)干擾或故障。在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，通常由具有相對(duì)多的、但是相對(duì)短的消息的訊息交換引起特殊的問(wèn)題，由此加劇上述問(wèn)題。為了能夠補(bǔ)償通信連接或通信設(shè)備的失效，通信協(xié)議，如高可用性無(wú)縫冗余或并行冗余協(xié)議被開(kāi)發(fā)用于高可用性的、可冗余操作的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。在IEC標(biāo)準(zhǔn)62439-3中定義高可用性無(wú)縫冗余（HSR）和并聯(lián)冗余協(xié)議（PRP），并且以極短的恢復(fù)時(shí)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的無(wú)損傷的冗余傳輸。根據(jù)高可用性無(wú)縫冗余和并行冗余協(xié)議，每個(gè)數(shù)據(jù)包由進(jìn)行發(fā)送的通信設(shè)備復(fù)制，并且以兩種不同的路徑發(fā)送到接收器。通過(guò)接收器側(cè)的通信設(shè)備，從接收數(shù)據(jù)流中過(guò)濾掉代表副本的冗余數(shù)據(jù)包。在DE102008017192A1中描述一種用于建立網(wǎng)絡(luò)的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括具有一組端口的第一網(wǎng)絡(luò)用戶。所述端口與網(wǎng)絡(luò)的其它網(wǎng)絡(luò)用戶的端口連接。在第一方法步驟中，將分配給第一網(wǎng)絡(luò)用戶的端口切換到第一操作模式下。在第一操作模式下，能夠經(jīng)由端口接收和發(fā)送測(cè)試報(bào)文。根據(jù)另一方法步驟，經(jīng)由分配給第一網(wǎng)絡(luò)用戶的端口發(fā)送測(cè)試報(bào)文。此外，如果所發(fā)送的測(cè)試報(bào)文中的測(cè)試報(bào)文沒(méi)有再次被第一網(wǎng)絡(luò)用戶接收，那么將分配給第一網(wǎng)絡(luò)用戶的端口切換到第二操作模式下。在第二操作模式下，經(jīng)由分配給所述第一網(wǎng)絡(luò)用戶的端口接收的報(bào)文經(jīng)由剩余的端口轉(zhuǎn)發(fā)。以這種方式，能夠避免在互聯(lián)或擴(kuò)展復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)時(shí)形成網(wǎng)絡(luò)環(huán)。從EP2282452A1中描述一種用于在環(huán)型通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ谒龇椒ㄖ懈鶕?jù)高可用性無(wú)縫冗余來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)主節(jié)點(diǎn)、源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有帶有相應(yīng)的第一和第二相鄰節(jié)點(diǎn)的第一和第二通信接口。此外，每個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第一通信接口接收數(shù)據(jù)幀，并且將所接收的數(shù)據(jù)幀更改或未經(jīng)更改地經(jīng)由第二通信接口無(wú)額外延遲地進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。主節(jié)點(diǎn)將第一和第二冗余的數(shù)據(jù)幀或空的數(shù)據(jù)包發(fā)送給其第一或第二相鄰節(jié)點(diǎn)。在接收兩個(gè)冗余的數(shù)據(jù)幀時(shí)，源節(jié)點(diǎn)在預(yù)定的保留區(qū)域中以過(guò)程數(shù)據(jù)來(lái)填充相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。隨后，每個(gè)已填充的數(shù)據(jù)幀立即并且單獨(dú)地轉(zhuǎn)發(fā)給源節(jié)點(diǎn)的第一或第二相鄰節(jié)點(diǎn)。最終，目的節(jié)點(diǎn)從冗余的數(shù)據(jù)幀對(duì)中的所接收到的已填充的第一數(shù)據(jù)幀中提取過(guò)程數(shù)據(jù)。在EP2343857A1中描述一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述通信網(wǎng)絡(luò)包括第一子網(wǎng)絡(luò)和與第一子網(wǎng)絡(luò)連接的第二子網(wǎng)絡(luò)。在第一子網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)生成樹(shù)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸期間，為了在第二子網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)用與在第一子網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)用的協(xié)議不同的第二協(xié)議。在EP2343857A1中所描述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為用于作為第二子網(wǎng)絡(luò)的元件，并且設(shè)計(jì)為用于在第二子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行通信。此外，借助于生成樹(shù)功能，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為用于監(jiān)控和控制第二子網(wǎng)絡(luò)的生成樹(shù)根節(jié)點(diǎn)。由此，通過(guò)在第一子網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)用的生成樹(shù)協(xié)議，第二子網(wǎng)絡(luò)可被視為虛擬節(jié)點(diǎn)。從EP2413538A1中已知一種用于在通信系統(tǒng)中進(jìn)行冗余通信的方法，所述通信系統(tǒng)包括多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由至少一個(gè)耦合節(jié)點(diǎn)相互連接?；谠跀?shù)據(jù)傳輸之前限定的信息防止源自第一通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)從第二通信網(wǎng)絡(luò)向回傳輸?shù)降谝煌ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明基于的目的是，提出一種用于可冗余操作的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的高效的且低成本的通信設(shè)備以及一種用于操作這樣的通信設(shè)備的方法。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過(guò)一種具有在下文中說(shuō)明的特征的通信設(shè)備以及一種具有在下文中說(shuō)明的特征的方法得以實(shí)現(xiàn)。在下文中說(shuō)明本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案。根據(jù)本發(fā)明的用于可冗余操作的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備包括至少一個(gè)第一和第二發(fā)送和接收單元，所述第一和第二發(fā)送和接收單元分別具有用于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接的接口。在此，第一和第二發(fā)送和接收單元具有相同的網(wǎng)絡(luò)地址和相同的設(shè)備標(biāo)識(shí)符。設(shè)備標(biāo)識(shí)符例如能夠是MAC地址。信號(hào)處理單元與第一和第二發(fā)送和接收單元連接。信號(hào)處理單元具有用于將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包并行轉(zhuǎn)發(fā)給兩方的發(fā)送單元的多路復(fù)用器單元以及用于處理由兩方的接收單元所接收的數(shù)據(jù)包的冗余處理單元。冗余處理單元還包括過(guò)濾器單元，所述過(guò)濾器單元設(shè)計(jì)為用于檢測(cè)所接收到的冗余數(shù)據(jù)包。單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由耦合元件與信號(hào)處理單元連接。耦合元件優(yōu)選是高速總線，其它單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)例如能夠經(jīng)由所述高速總線與信號(hào)處理單元連接。在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸例如能夠根據(jù)高可用性的無(wú)縫冗余或根據(jù)并行冗余協(xié)議進(jìn)行。此外，根據(jù)本發(fā)明，信號(hào)處理單元經(jīng)由第一和第二接口與耦合元件連接。在此，第一接口僅設(shè)置為用于傳輸通過(guò)第一接收單元接收到的數(shù)據(jù)包，而第二接口僅設(shè)置為用于傳輸通過(guò)第二接收單元接收到的數(shù)據(jù)包。此外，冗余處理單元包括標(biāo)識(shí)單元，所述標(biāo)識(shí)單元設(shè)計(jì)為用于將冗余指示符插入所接收到的冗余數(shù)據(jù)包中。在此，冗余處理單元設(shè)計(jì)為用于將通過(guò)兩方的接收單元接收到的數(shù)據(jù)包以無(wú)緩存的方式轉(zhuǎn)發(fā)給耦合元件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，數(shù)據(jù)包包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)幀，并且冗余指示符以簡(jiǎn)單的方式通過(guò)數(shù)據(jù)幀的所插入的無(wú)效日期構(gòu)成。借助根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備，通過(guò)包括管理被緩存的數(shù)據(jù)包的冗余處理單元或信號(hào)處理單元省去接收到的數(shù)據(jù)包的至今為止通常完整的緩沖。這實(shí)現(xiàn)在低功耗的情況下簡(jiǎn)單和低成本地實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理單元。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的改進(jìn)方案，包括多路復(fù)用器單元和冗余處理單元的信號(hào)處理單元借助于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，耦合元件優(yōu)選是具有配設(shè)的控制器的背板式交換機(jī)（BackplaneSwitch）。此外，背板式交換機(jī)能夠經(jīng)由至少一個(gè)互聯(lián)連接與至少一個(gè)單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接。附加地，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）用于存儲(chǔ)具有對(duì)所有與耦合元件連接的單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的說(shuō)明的表（代理節(jié)點(diǎn)表,proxynodetable）。這實(shí)現(xiàn)與通信設(shè)備連接的、單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單的管理。因此，通信設(shè)備能夠用作為用于以簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)如為HSR/PRP代理（HSR/PRP-Proxy）或HSR/PRP冗余盒（HSR/PRP-RedBox）的設(shè)備的基礎(chǔ)。借助本發(fā)明或其設(shè)計(jì)方案尤其可能的是，HSP/PRP功能轉(zhuǎn)移到與耦合元件或背板式交換機(jī)分離的組件中，所述組件由信號(hào)處理單元或FPGA構(gòu)成。由此能夠以有效的方式實(shí)現(xiàn)前端解決方案，所述前端解決方案在需要的情況下例如作為HSR/PRP前端設(shè)備來(lái)補(bǔ)充交換機(jī)組件。此外，HSR/PRP功能也能夠在媒體模塊上集成到用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪K化以太網(wǎng)交換機(jī)中。按照根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，相互冗余的數(shù)據(jù)包通過(guò)統(tǒng)一的序列號(hào)標(biāo)識(shí)。此外，為信號(hào)處理單元分配存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元設(shè)計(jì)為用于存儲(chǔ)已經(jīng)無(wú)錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。在此，冗余處理單元設(shè)計(jì)為用于在接收到新的數(shù)據(jù)包時(shí)檢查已經(jīng)存儲(chǔ)的序列號(hào)。此外，為耦合元件優(yōu)選分配檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元設(shè)計(jì)為用于評(píng)估所接收到的數(shù)據(jù)包中的冗余指示符以及用于丟棄具有冗余指示符的數(shù)據(jù)包。因此，通過(guò)冗余處理單元僅進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)，而丟棄則在耦合元件側(cè)實(shí)施。優(yōu)選的是，為耦合元件分配計(jì)數(shù)器單元，所述計(jì)數(shù)器單元設(shè)計(jì)為用于記錄無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包。此外，計(jì)數(shù)器單元與評(píng)估單元連接。評(píng)估單元例如設(shè)計(jì)為用于在無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包之間的差低于可預(yù)設(shè)的閾值時(shí)用信號(hào)傳遞無(wú)錯(cuò)的冗余網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。附加地，評(píng)估單元能夠設(shè)計(jì)為用于在無(wú)錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量增長(zhǎng)并且同時(shí)有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量基本上停滯的情況下用信號(hào)傳遞具有冗余丟失的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案，評(píng)估單元還能夠設(shè)計(jì)為用于在無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量停滯的情況下用信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)失效。這總體上通過(guò)如為HSR/PRP代理或HSR/PRP冗余盒的通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)診斷。根據(jù)用于操作在冗余的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中的通信設(shè)備的根據(jù)本發(fā)明的方法，所述通信設(shè)備包括至少一個(gè)第一和第二發(fā)送和接收單元，所述第一和第二發(fā)送和接收單元分別具有用于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接的接口。在此，第一和第二發(fā)送和接收單元具有相同的網(wǎng)絡(luò)地址和相同的設(shè)備識(shí)別符。信號(hào)處理單元與第一和第二發(fā)送和接收單元連接，所述信號(hào)處理單元將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包并行地轉(zhuǎn)發(fā)給兩方的發(fā)送單元，并且檢測(cè)由接收單元所接收到的冗余數(shù)據(jù)包。單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由耦合元件與信號(hào)處理單元連接。在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，數(shù)據(jù)包例如能夠根據(jù)高可用性無(wú)縫冗余或根據(jù)并行冗余協(xié)議傳輸。按照根據(jù)本發(fā)明的方法，信號(hào)處理單元經(jīng)由第一和第二接口與耦合元件連接。在此，經(jīng)由第一接口傳輸通過(guò)第一接收單元接收到的數(shù)據(jù)包，而經(jīng)由第二接口傳輸通過(guò)第二接收單元接收到的數(shù)據(jù)包。此外，信號(hào)處理單元將冗余指示符插入所接收到的冗余數(shù)據(jù)包中，并且將通過(guò)兩方的接收單元接收到的數(shù)據(jù)包無(wú)緩存地轉(zhuǎn)發(fā)給耦合元件。按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，數(shù)據(jù)包包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)幀，并且冗余指示符以簡(jiǎn)單的方式通過(guò)將無(wú)效日期插入數(shù)據(jù)幀中構(gòu)成。借助根據(jù)本發(fā)明的方法，省去通過(guò)信號(hào)處理單元對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行至今為止常用的完全緩沖。這也適用于管理已緩存的數(shù)據(jù)包。優(yōu)選地，分配給耦合元件的檢測(cè)單元評(píng)估所接收到的數(shù)據(jù)包中的冗余指示符，并且丟棄具有冗余指示符的數(shù)據(jù)包。因此通過(guò)所述信號(hào)處理單元僅進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)，而在耦合元件側(cè)丟棄冗余數(shù)據(jù)包。按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，相互冗余的數(shù)據(jù)包通過(guò)統(tǒng)一的序列號(hào)標(biāo)識(shí)。此外，優(yōu)選在分配給信號(hào)處理單元的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)已經(jīng)無(wú)錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。從而在接收新的數(shù)據(jù)包時(shí)，信號(hào)處理單元能夠以簡(jiǎn)單的方式檢查所述新的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)與已經(jīng)存儲(chǔ)的序列號(hào)的一致性。分配給耦合元件的計(jì)數(shù)器單元優(yōu)選記錄無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包。因此，評(píng)估單元能夠在無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包之間的差低于可預(yù)設(shè)的閾值的情況下用信號(hào)傳遞無(wú)錯(cuò)的冗余的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。優(yōu)選借助于循環(huán)冗余校驗(yàn)來(lái)確定有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包。按照根據(jù)本發(fā)明的方法的另一設(shè)計(jì)方案，評(píng)估單元在無(wú)錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量增長(zhǎng)并且同時(shí)有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量基本上停滯的情況下用信號(hào)傳遞具有冗余丟失的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。附加地，評(píng)估單元例如能夠在無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量停滯的情況下用信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)失效。這總體上通過(guò)如為HSR/PRP代理或HSR/PRP冗余盒的通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)診斷。附圖說(shuō)明下面借助于附圖以一個(gè)實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。附圖示出：圖1示出用于可冗余操作的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備；圖2示出通過(guò)傳統(tǒng)的通信設(shè)備處理的數(shù)據(jù)包流的示意圖；圖3示出通過(guò)根據(jù)圖1的通信設(shè)備處理的數(shù)據(jù)包流的示意圖；圖4示出在具有根據(jù)并行冗余協(xié)議（PRP）的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中的根據(jù)圖1的通信設(shè)備；圖5示出在具有根據(jù)高可用性無(wú)縫冗余（HSR）的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中的根據(jù)圖1的通信設(shè)備。具體實(shí)施方式在圖1中所示出的、用于可冗余操作的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)2的通信設(shè)備1包括第一發(fā)送和接收單元11和第二發(fā)送和接收單元12，所述第一發(fā)送和接收單元和第二發(fā)送和接收單元分別具有用于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)2的網(wǎng)絡(luò)連接的接口，在本實(shí)施例中，所述工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)具有兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)21。附加或替代于此，通信網(wǎng)絡(luò)2能夠包括以環(huán)形結(jié)構(gòu)相互連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)冗余地鏈接到通信網(wǎng)絡(luò)2上。在圖1中所示出的通信設(shè)備內(nèi)，能夠根據(jù)高可用性無(wú)縫冗余或根據(jù)并行冗余協(xié)議來(lái)傳輸數(shù)據(jù)包。兩個(gè)發(fā)送和接收單元11、12具有相同的網(wǎng)絡(luò)地址和相同的MAC地址。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列（FPGA）實(shí)現(xiàn)的信號(hào)處理單元13與第一和第二發(fā)送和接收單元11、12連接，所述信號(hào)處理單元具有用于將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包并行地轉(zhuǎn)發(fā)給兩個(gè)發(fā)送單元11、12的多路復(fù)用器單元131和用于處理由兩個(gè)接收單元11、12接收到的數(shù)據(jù)包40、41的冗余處理單元132。冗余處理單元132包括過(guò)濾器單元，所述過(guò)濾器單元設(shè)計(jì)為用于檢測(cè)所接收到的冗余數(shù)據(jù)包。多個(gè)單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)31-33經(jīng)由通過(guò)背板式交換機(jī)實(shí)現(xiàn)的耦合元件14與信號(hào)處理單元13連接。具有已分配的控制器141的耦合元件14相應(yīng)地經(jīng)由互聯(lián)連接與單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)31-33連接。經(jīng)由耦合元件14將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包4在通過(guò)冗余處理單元132處理之后轉(zhuǎn)發(fā)給單向鏈接的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)31。信號(hào)處理單元13附加地具有存儲(chǔ)單元136，在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)有具有對(duì)所有與耦合元件14連接的單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)31-33的說(shuō)明的表（代理節(jié)點(diǎn)表）。借助于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列實(shí)現(xiàn)的信號(hào)處理單元13經(jīng)由第一和第二接口15、16與耦合元件14連接。在此，第一接口15僅設(shè)置為用于傳輸通過(guò)第一接收單元11接收到的數(shù)據(jù)包40，而第二接口16僅設(shè)置為用于傳輸通過(guò)第二接收單元12接收到的數(shù)據(jù)包41。分配給信號(hào)處理單元13的冗余處理單元132包括標(biāo)識(shí)單元134，所述標(biāo)識(shí)單元設(shè)計(jì)為用于將冗余指示符插入所接收到的冗余數(shù)據(jù)包40、41中。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)包包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)幀。冗余指示符通過(guò)將無(wú)效日期插入數(shù)據(jù)幀中構(gòu)成。此外，信號(hào)處理單元13將通過(guò)兩個(gè)接收單元11、12接收到的數(shù)據(jù)包40、41無(wú)緩存地轉(zhuǎn)發(fā)給耦合元件14。通過(guò)兩個(gè)接收單元11、12接收到的數(shù)據(jù)包40、41與經(jīng)由第一和第二接口15、16轉(zhuǎn)發(fā)給耦合元件14的數(shù)據(jù)包400、401的區(qū)別僅在于副本，更確切地說(shuō)通過(guò)所插入的無(wú)效日期區(qū)分。在圖2中示意地示出的、通過(guò)傳統(tǒng)的通信設(shè)備處理的數(shù)據(jù)包流的情況下，已經(jīng)通過(guò)信號(hào)處理單元13丟棄冗余數(shù)據(jù)包。根據(jù)在圖2中所示出的傳統(tǒng)的通信設(shè)備，信號(hào)處理單元13僅經(jīng)由接口15鏈接到耦合元件14上。在第一和第二發(fā)送和接收單元11、12處接收輸入的第一數(shù)據(jù)流71或第二數(shù)據(jù)流72，所述第一數(shù)據(jù)流和第二數(shù)據(jù)流相互冗余，并且分別包括多個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)包。因此，在本示例中，每個(gè)數(shù)據(jù)包作為原始版本存在一次并且作為副本存在一次。在此，相互冗余的數(shù)據(jù)包通過(guò)統(tǒng)一的序列號(hào)標(biāo)識(shí)。如果例如在第一數(shù)據(jù)流71內(nèi)，作為原始版本的第二數(shù)據(jù)包40遇到傳輸錯(cuò)誤，那么根據(jù)分配給所述數(shù)據(jù)包40的序列號(hào)401在信號(hào)處理單元13中確定在第二數(shù)據(jù)流72中作為副本的相符的數(shù)據(jù)包41。在此，相符的數(shù)據(jù)包41具有如遇到傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包40的相同的序列號(hào)411。因此，在由信號(hào)處理單元13定向輸出到耦合元件14處的數(shù)據(jù)流73中，作為原始版本的遇到傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包40通過(guò)其作為副本的相符的數(shù)據(jù)包41代替。否則，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)包的無(wú)傳輸錯(cuò)誤的原始版本轉(zhuǎn)發(fā)給耦合元件14，而其副本通過(guò)信號(hào)處理單元13丟棄。對(duì)于這類方法，兩個(gè)輸入的數(shù)據(jù)流71、72的數(shù)據(jù)包必須在傳統(tǒng)的通信設(shè)備的信號(hào)處理單元13中被完全緩沖。與此相反，在圖3中示意地示出的、通過(guò)根據(jù)圖1的通信設(shè)備處理的數(shù)據(jù)流中，在耦合元件14中才丟棄冗余數(shù)據(jù)包。與在圖2中所示出的傳統(tǒng)的通信設(shè)備不同，根據(jù)圖3的信號(hào)處理單元13經(jīng)由第一接口15和第二接口16鏈接到耦合元件14上。根據(jù)圖3，在第一和第二發(fā)送和接收單元11、12處也接收輸入的第一數(shù)據(jù)流71或第二數(shù)據(jù)流72，所述數(shù)據(jù)流相互冗余，并且分別包括多個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)包。如之前一樣，相互冗余的數(shù)據(jù)包通過(guò)統(tǒng)一的序列號(hào)標(biāo)識(shí)。如果在圖3中所示出的示例中在第一數(shù)據(jù)流71內(nèi)作為原始版本的第二數(shù)據(jù)包40遇到傳輸錯(cuò)誤，那么同樣根據(jù)分配給所述數(shù)據(jù)包40的序列號(hào)401在信號(hào)處理單元13中確定在第二數(shù)據(jù)流72中作為副本的、具有相同的序列號(hào)411的相符的數(shù)據(jù)包41。然而，與根據(jù)圖2的示例不同，輸入的兩個(gè)數(shù)據(jù)流71、72基本上不改變地作為輸出的數(shù)據(jù)流73、74被轉(zhuǎn)發(fā)給耦合元件14。僅輸入的第一數(shù)據(jù)流71的遇到傳輸錯(cuò)誤的第二數(shù)據(jù)包40經(jīng)歷通過(guò)信號(hào)處理單元14以插入無(wú)效日期的形式進(jìn)行的更改。通過(guò)所述所插入的無(wú)效日期區(qū)分輸出的第一數(shù)據(jù)流73的第二數(shù)據(jù)包400與輸入的第一數(shù)據(jù)流71的第二數(shù)據(jù)包40。相反，輸入的第二數(shù)據(jù)流72的第二數(shù)據(jù)包41和輸出的第二數(shù)據(jù)流74的第二數(shù)據(jù)包410是相同的。根據(jù)在圖3中所示出的示例，作為原始版本的遇到傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包400在耦合元件14中才通過(guò)其作為副本的相符的數(shù)據(jù)包410替代。因此，對(duì)于這類方法，不要求輸入的兩個(gè)數(shù)據(jù)流71、72的數(shù)據(jù)包在信號(hào)處理單元113中被完全緩沖。例如足夠的是，在根據(jù)圖1的分配給信號(hào)處理單元13的存儲(chǔ)單元135中僅存儲(chǔ)有已經(jīng)無(wú)錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。為了標(biāo)識(shí)接收到的冗余數(shù)據(jù)包，所述信號(hào)處理單元13在接收到新的數(shù)據(jù)包時(shí)以簡(jiǎn)單的方式檢查所述新的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)與已經(jīng)存儲(chǔ)的序列號(hào)的一致性。在接收到的數(shù)據(jù)包中的冗余指示符，如無(wú)效日期優(yōu)選通過(guò)在圖1中所示出的檢測(cè)單元142評(píng)估，所述檢測(cè)單元被分配給耦合元件14的控制器141，并且丟棄具有冗余指示符的數(shù)據(jù)包。這例如能夠基于循環(huán)冗余校驗(yàn)（cyclicredundancycheck）進(jìn)行。此外，根據(jù)圖1，計(jì)數(shù)器單元143被分配給耦合元件14的控制器141，所述計(jì)數(shù)器單元記錄無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包。被分配給耦合元件14的控制器141的評(píng)估單元144在無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包之間的差低于可預(yù)設(shè)的閾值時(shí)用信號(hào)傳遞無(wú)錯(cuò)的冗余的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包優(yōu)選借助于循環(huán)冗余校驗(yàn)來(lái)確定。在無(wú)錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量增長(zhǎng)并且同時(shí)有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量基本上停滯的情況下，評(píng)估單元144用信號(hào)傳遞具有冗余丟失的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在無(wú)錯(cuò)地和有錯(cuò)地接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量停滯的情況下，評(píng)估單元144用信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)失效?；谠趫D1中所示出的通信設(shè)備1，根據(jù)圖4和5能夠?qū)崿F(xiàn)用于PRP或HSR通信網(wǎng)絡(luò)2的冗余盒，在所述PRP或HSR通信網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)高可用性無(wú)縫冗余或根據(jù)并行冗余協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)包。根據(jù)圖4，冗余盒1連同其發(fā)送和接收單元11、12分別鏈接到PRP通信網(wǎng)絡(luò)2的子網(wǎng)絡(luò)21、22上，所述PRP通信網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)雙向鏈接的PRP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)51-53。此外，冗余盒1與多個(gè)單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)31-33連接。在圖5中所示出的HSR通信網(wǎng)絡(luò)2包括多個(gè)以環(huán)形結(jié)構(gòu)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接211-216相互連接的HSR網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)61-65。例如HSR網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)62能夠?qū)儆谏鲜鼍W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之列，所述HSR網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被分配給工業(yè)生產(chǎn)或過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)（supervisorycontrolanddataacquisition，監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集）。此外，根據(jù)圖5，基于在圖1中所示出的通信設(shè)備1的冗余盒1還能夠接入HSR通信網(wǎng)絡(luò)2的環(huán)形結(jié)構(gòu)中。在這種情況下，冗余盒1借助其發(fā)送和接收單元11、12分別鏈接到HSR通信系統(tǒng)2的網(wǎng)絡(luò)連接215、216上。類似于圖4，冗余盒1附加地與多個(gè)單向鏈接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)31-33連接。前述實(shí)施例的特征既能夠單獨(dú)地也能夠以所描述的相互組合的方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3