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接收器網(wǎng)絡部件、通信網(wǎng)絡和用于運行通信網(wǎng)絡的方法_3

文檔序號:9237897閱讀:來源:國知局
1中示出的實施例中, 兩個發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A、11B的每一個都具有恰好一個端口,也就是網(wǎng)絡接口,通過該端 口其與子網(wǎng)絡10A或10B中的一個連接。具體地,發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A通過其端口 12A與 子網(wǎng)絡10A的交換機14A連接,而發(fā)送器網(wǎng)絡部件11B利用其端口 12B與子網(wǎng)絡10B的交 換機14B連接。在圖1未示出的另一實施方式中,發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A、11B的每一個也可 以分別具有兩個端口,通過所述端口其與兩個子網(wǎng)絡連接。此外,與圖1的示圖不同地,也 可以設置多于兩個設備冗余的發(fā)送器網(wǎng)絡部件。
[0043] 兩個設備冗余的發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A、11B在其運行期間實施相同或至少足夠類 似的功能,例如其通過未詳細示出的傳感器接收測量值或采集未詳細示出的過程的特定結(jié) 果。就此而言,發(fā)送器網(wǎng)絡部11A、11B例如可以是(例如用于能量供應網(wǎng)或HGO傳輸設 備的自動化的)自動化系統(tǒng)的測量設備、遠程終端裝置或合并單元。為此目的,發(fā)送器網(wǎng)絡 部件11A、11B執(zhí)行相應的應用16,其例如可以以設備軟件或特殊設備硬件或兩者組合的形 式構(gòu)造。執(zhí)行各自的應用16的結(jié)果在此可以被發(fā)送到接收器網(wǎng)絡部件13。在此假設,發(fā)送 器網(wǎng)絡部件11A、11B由于執(zhí)行相同或至少足夠類似的功能產(chǎn)生相同的結(jié)果(例如相同的測 量值)。
[0044] 每個發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A、11B的應用16將結(jié)果傳輸?shù)礁髯缘陌l(fā)送器網(wǎng)絡部件 11A、11B的通信裝置17。各自的通信裝置17使用該結(jié)果來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報文,其中將該結(jié)果設 置為數(shù)據(jù)報文的有效數(shù)據(jù)。兩個發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A、11B的每一個接著發(fā)送具有相同的有 效數(shù)據(jù)內(nèi)容的數(shù)據(jù)報文,其中發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A將數(shù)據(jù)報文通過子網(wǎng)絡10A發(fā)送到接收 器網(wǎng)絡部件13,并且發(fā)送器網(wǎng)絡部件11B將數(shù)據(jù)報文通過子網(wǎng)絡10B發(fā)送到接收器網(wǎng)絡部 件13,從而最終將具有相同的有效數(shù)據(jù)內(nèi)容的兩個數(shù)據(jù)報文發(fā)送到接收器網(wǎng)絡部件13。而 數(shù)據(jù)報文的有效數(shù)據(jù)內(nèi)容必須是相同的,以便傳輸實際上冗余的信息,而關于數(shù)據(jù)格式方 面則允許完全不同。
[0045] 接收器網(wǎng)絡部件13在接收每個數(shù)據(jù)報文的情況下檢查,是否已經(jīng)接收了另外的 發(fā)送器網(wǎng)絡部件的關于有效數(shù)據(jù)是相同的數(shù)據(jù)報文。為此,接收器網(wǎng)絡部件13具有兩個端 口 15A、15B,通過該端口其與兩個子網(wǎng)絡10A和10B連接。在圖1中未示出的替換的實施方 式中,接收器網(wǎng)絡部件也可以僅具有一個端口,其被構(gòu)造為以合適的方式從兩個子網(wǎng)絡接 收數(shù)據(jù)報文。此外,接收器網(wǎng)絡部件13包括副本過濾器18,利用其執(zhí)行數(shù)據(jù)報文的檢查。 副本過濾器18在此例如可以以硬件編程的電路組件(例如ASCI、FPGA)的形式或作為設備 軟件的軟件模塊或作為硬件和軟件的組合來構(gòu)造。
[0046] 如果通過副本過濾器18對當前接收的數(shù)據(jù)報文進行檢查得出,還沒有接收到另 外的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的關于其有效數(shù)據(jù)是相同的數(shù)據(jù)報文,則將當前接收的數(shù)據(jù)報文或其 有效數(shù)據(jù)內(nèi)容傳輸?shù)皆诮邮掌骶W(wǎng)絡部件13上運行的應用19,例如控制、分析或監(jiān)視軟件, 以用于進行處理。相反,如果檢查得出,已經(jīng)接收了具有相同的有效數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)報文,則當 前接收的數(shù)據(jù)報文由副本過濾器18作為副本丟棄并且相應地不將其傳輸?shù)綉?9,以便 避免多次處理相同的有效數(shù)據(jù)。
[0047] 在此,副本過濾器18必須被構(gòu)造為,識別這樣的、已經(jīng)由不同的發(fā)送器網(wǎng)絡部件 11A、11B發(fā)送了的數(shù)據(jù)報文的副本。
[0048] 在最簡單的情況下,副本過濾器可以進行各個數(shù)據(jù)報文的有效數(shù)據(jù)的內(nèi)容分析, 以便識別出副本。該過程不需要其它信息,但相對麻煩并且由此也需要相對多的時間用于 其執(zhí)行。因此提供,為了識別副本而援引另外的標準。
[0049] 作為用于識別副本的可能的標準,副本過濾器例如可以使用發(fā)件人標記,發(fā)送器 網(wǎng)絡部件11A、11B將其附在各自的數(shù)據(jù)報文中。發(fā)件人標記在此不易混淆地說明了各個發(fā) 送器網(wǎng)絡部件。例如可以使用各自的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的MAC地址作為發(fā)件人標記。在該 情況下,副本過濾器必須具有關于如下的知識:哪些發(fā)送器網(wǎng)絡部件完全設備冗余地構(gòu)造, 即,其可以預計從哪些發(fā)送器網(wǎng)絡部件得到關于有效數(shù)據(jù)內(nèi)容是相同的數(shù)據(jù)報文。為此,接 收器網(wǎng)絡部件例如可以包括說明了這樣的設備冗余的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的組信息。
[0050] 在此,這樣的組信息例如可以借助系列或設備號、借助地理位置或?qū)τ诟髯缘陌l(fā) 送器網(wǎng)絡部件特有的其它標記來說明各自的發(fā)送器網(wǎng)絡部件。在該情況下,副本過濾器將 必須能夠確定在組信息中以該方式說明的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的發(fā)件人標記并且用于副本識 另IJ。但是視為特別具有優(yōu)勢的是,組信息同樣根據(jù)其各自的發(fā)件人標記說明了各個相關的 發(fā)送器網(wǎng)絡部件。對于實際操作,組信息例如可以選擇相關聯(lián)的設備冗余的發(fā)送器網(wǎng)絡部 件中的一個的發(fā)件人標記作為組發(fā)件人標記并且給該組的其余發(fā)送器網(wǎng)絡部件的發(fā)件人 標記分配該組發(fā)件人標記。這一點例如可以以表的形式進行。下面在表1中示出了這樣的 表的示例,在該表中將圖1的兩個發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A和11B作為相關聯(lián)的設備冗余的發(fā) 送器網(wǎng)絡部件錄入。
[0051] 表 1
[0052]
[0053] 如從表1中可以得出,選擇了發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A的發(fā)件人標記(在表1中縮寫 為"發(fā)送器NK")作為組發(fā)件人標記。分別給兩個發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A和11B的單獨的發(fā) 件人標記分配組發(fā)件人標記。例如使用發(fā)送器網(wǎng)絡部件11A和11B的各自的MAC地址作為 發(fā)件人標記。
[0054] 在對副本進行檢查時,副本過濾器18檢查當前接收的數(shù)據(jù)報文,方法是,其從中 得出發(fā)件人標記(其通常作為所謂的報文頭標的組成部分被錄入)并且根據(jù)組信息給所得 出的單獨的發(fā)件人標記分配相關的組發(fā)件人標記。從此以后對于之后的檢查不使用單獨的 發(fā)件人標記而使用組發(fā)件人標記。如果副本過濾器識別出,此前已經(jīng)接收了具有相同的組 發(fā)件人標記的數(shù)據(jù)報文,則當前接收的數(shù)據(jù)報文作為副本被丟棄。相反,在首次接收具有該 組發(fā)件人標記的數(shù)據(jù)報文的情況下進一步處理該數(shù)據(jù)報文并且例如將其內(nèi)容傳輸?shù)綉?19。
[0055] 替代如表1那樣說明的表形式,也可以任意不同地構(gòu)造組信息,例如作為文本文 件或作為其它格式的表格。在此重要的僅是,在相關聯(lián)的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的所有單獨的發(fā) 件人標記之間建立邏輯"或"關聯(lián)。這一點例如也可以通過單純由各自的發(fā)件人標記的邏 輯"或"關聯(lián)地相互連接進行,而無需選擇組發(fā)件人標記。
[0056] 為了在首次接收具有特定的組發(fā)件人標記的數(shù)據(jù)報文之后不會無限制地將所有 具有相同的發(fā)件人標記的其它數(shù)據(jù)報文都作為副本丟棄,副本過濾器例如可以被構(gòu)造為, 在首次接收數(shù)據(jù)報文之后啟動計時器并且僅將在接收第一數(shù)據(jù)報文之后的預定的時間范 圍內(nèi)接收的這些具有相同的組發(fā)件人標記的數(shù)據(jù)報文作為副本丟棄。如果計時器表明預定 的時間范圍結(jié)束,則具有相同的組發(fā)件人標記的其它數(shù)據(jù)報文重新作為第一數(shù)據(jù)報文被接 受并且再次啟動計時器。時間范圍在此例如可以在網(wǎng)絡部件的運行者方面作為參數(shù)而被規(guī) 定并且依據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)報文的頻度、依據(jù)在兩個相繼跟隨的數(shù)據(jù)報文之間的通常的時間間 隔以及在通信網(wǎng)絡中的傳輸時間以及該傳輸時間的變化來選擇。
[0057] 組信息例如可以由通信網(wǎng)絡的運行者手動地產(chǎn)生并且存儲在接收器網(wǎng)絡部件中。 但是作為對此的替換,也可以將關于相關聯(lián)的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的信息從發(fā)送器網(wǎng)絡部件本 身傳輸?shù)浇邮掌骶W(wǎng)絡部件。為此,一組彼此設備冗余地構(gòu)造的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的至少一個 發(fā)送器網(wǎng)絡部件將網(wǎng)絡配置報文發(fā)送到接收器網(wǎng)絡部件。該網(wǎng)絡配置報文包含關于所有與 發(fā)送網(wǎng)絡配置報文的發(fā)送器網(wǎng)絡部件一起形成一組設備冗余的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的那些發(fā) 送器網(wǎng)絡部件的說明。網(wǎng)絡配置報文中包含的說明例如可以包含屬于各自的組的所有其余 的發(fā)送器網(wǎng)絡部件的發(fā)件人標記。網(wǎng)絡配置報文可以從組的所選擇的發(fā)送器網(wǎng)絡部件或從 組的所有發(fā)送器網(wǎng)絡部件被發(fā)送到接收器網(wǎng)絡部件。接收器網(wǎng)絡部件可以根據(jù)至少一個接 收的網(wǎng)絡配置報文產(chǎn)生組信息。作為網(wǎng)絡配置報文例如可以使用在PRP或HSR標準的范圍 內(nèi)總歸要發(fā)送的"監(jiān)管框架(Supervisionframe) ",其被擴展了所需的內(nèi)容。
[0058] 作為另外的標準,作為觀察發(fā)件人標記的替換或附加,也可以使用在各自的數(shù)據(jù) 報文中包含的序列號。各個發(fā)送器網(wǎng)絡部件例如可以使用數(shù)據(jù)報文按照其發(fā)送順序的連續(xù) 編號作為序列號。具有較高序列號的數(shù)據(jù)報文相應地比具有較低序列號的數(shù)據(jù)報文更晚地 發(fā)送。為了使隨著計數(shù)升高而發(fā)送的數(shù)據(jù)報文不超過數(shù)據(jù)報文中對于序列號所使用的數(shù)據(jù) 范圍,通常事先規(guī)定序列號的最大長度。在PRP或HSR適合的數(shù)據(jù)報文中為序列號所保留 的范圍具有兩字節(jié)的長度,其由此允許0-65525的序列號范圍。在運行者方面在發(fā)送器網(wǎng) 絡部件中例如可以設置50000的最大序列號長度(數(shù)字范圍0…49999)。在按照20ys的 間隔發(fā)送數(shù)據(jù)報文的情況下序列號在該情況下每秒重復,如果例如僅每50ys發(fā)送數(shù)據(jù)報 文,則在2. 5s之后才重復序列號。在副本過濾器18中必須為此相應地存儲序列號范圍和 直至序列號重復的時間范圍(或替換地存儲數(shù)據(jù)報文的發(fā)送頻率)。
[0059] 在使用序列號標準的情況下發(fā)送器網(wǎng)絡部件被構(gòu)造為,盡可能同時地發(fā)送具有相 同的序列號的數(shù)據(jù)報文。為此可以借助通常的時間同步方法(例如使用來自于GPS信號的 lpps脈沖或按照IEEE1588的同步)來彼此同步設備冗余的發(fā)送器網(wǎng)絡部件,從而其時間 上同步地以相同的序列號發(fā)送具有相同的有效數(shù)據(jù)內(nèi)容的數(shù)據(jù)報文。但是替換地也可以在 副本過濾器18中規(guī)定"模糊范圍",數(shù)據(jù)報文的序列號必須處
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