DE19714761A1 - Data communication connection in a hierarchical communication network with bus, which is operated according to a polling protocol - Google Patents
Data communication connection in a hierarchical communication network with bus, which is operated according to a polling protocolInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Datenkommunikationsverbindung in hierarchischem Kommunikationsnetz mit Bus, die nach einem Abfrage/Antwort-Protokoll, dem sogenannten Polling-Protokoll, betrieben wird, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention is based on a data communication connection in hierarchical communication network with bus, which according to a Query / response protocol, the so-called polling protocol, is operated, which is defined in the preamble of claim 1 Genus.
Eine derartige Anordnung ist aus der DE 44 05 575.3 A1 bekannt. Danach ist eine Datenkommunikationsverbindung, die nach einem Abfrage/Antwort-Protokoll, dem sogenannten Polling-Protokoll, betrieben wird, mit einer Zentraleinheit und mehreren Teilnehmereinheiten ausgestattet. Der Bus enthält gegebenenfalls Teilstrecken, welche aus an sich nicht busfähigen Punkt-zu-Punkt- Verbindungen bestehen, und die Stationen sind über ihnen zugeordnete Busanschalteinheiten mit dem Bus verbindbar beziehungsweise von ihm trennbar. Such an arrangement is known from DE 44 05 575.3 A1. After that, there is a data communication connection, which after a Query / response protocol, the so-called polling protocol, is operated with a central unit and several Participant units equipped. The bus may contain Sections that consist of point-to-point Connections exist and the stations are above them Assigned bus interface units can be connected to the bus or separable from it.
Bei dieser bekannten Datenkommunikationsverbindung, die einen Bus in einem Kommunikationsnetz mit Leit- und Trabantenstationen emuliert, wird es ermöglicht, ein Kommunikationsnetz mit Buscharakter in beliebiger Größe aufzubauen.In this known data communication connection, which is a bus in a communication network with control and satellite stations emulated, it is possible to use a communication network Build bus character in any size.
Ein gängiges Übertragungsprotokoll zu Abfrage und Antwort zwischen einer zentralen Rechnereinheit und abgesetzten Teilnehmern ist beispielsweise das HDLC-Protokoll. HDLC steht für High Level Data Link Control. Mit diesem sogenannten Polling-Protokoll ist ein Busbetrieb von mehreren Subsystemen an einer Zentraleinheit möglich.A common transmission protocol for querying and answering between a central computer unit and remote participants for example the HDLC protocol. HDLC stands for high level data Link control. With this so-called polling protocol is a Bus operation of several subsystems on one central unit possible.
Ein Nachteil von Bussystemen ist jedoch ihre Empfindlichkeit gegenüber Leitungsunterbrechungen. Bereits bei einer einfachen Unterbrechung sind alle Teilnehmer am fernen Busende nicht mehr erreichbar.A disadvantage of bus systems is their sensitivity against line interruptions. Even with a simple one All participants at the far end of the bus are no longer an interruption reachable.
Dieser Nachteil wird üblicherweise durch die Verwendung einer Ringstruktur mit einem geeigneten Ring-Protokoll überwunden. Dies setzt allerdings die komplette Umrüstung aller Teilnehmer auf das Ring-Protokoll voraus. Dieses ist mit ganz erheblichem Aufwand verbunden und verbietet sich zur Anwendung bei bereits bestehenden Systemen.This disadvantage is usually overcome by using a Ring structure overcome with a suitable ring protocol. This however, the complete conversion of all participants relies on the Ring protocol ahead. This is with very considerable effort connected and is forbidden for use with existing ones Systems.
Entsprechend einem aus der EP 0 645 911 A2 bekannten anderen Ansatz, als bei vorliegender Erfindung, ist zur Ausfallsicherung von Datenbussen ein Doppelbus-System vorgesehen, bei welchem zu diesem Zweck doppelte Leitungswege aufgebaut und zusätzliche Baugruppen installiert werden. Es ist auf der Hand liegend, daß dieses erheblichen Aufwand erfordert. Corresponding to another known from EP 0 645 911 A2 Approach, as in the present invention, is for failover of data buses, a double bus system is provided, in which to for this purpose, double lines and additional Assemblies are installed. It is obvious that this requires considerable effort.
Die erfindungsgemäße Datenkommunikationsverbindung in hierarchischem Kommunikationsnetz mit Bus, die nach einem Abfrage/Antwort-Protokoll, dem sogenannten Polling-Protokoll, betrieben wird, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil der Ausfallsicherung eines auf einem Polling-Protokoll beruhenden Datenbussystem ohne wesentliche Änderungen an den Teilnehmern vornehmen zu müssen, wobei der Bus im Störungsfall als Ring betrieben wird. Damit wird eine einfache und zuverlässige Lösung zur Verfügung gestellt, mit welcher auch ein bestehendes busförmiges Kommunikationsnetz ausfallsicher gemacht wird.The data communication connection according to the invention in hierarchical communication network with bus, which according to a Query / response protocol, the so-called polling protocol, is operated with the characterizing features of claim 1 has the advantage of failover one on one Polling protocol based data bus system with no essential Must make changes to participants, taking the bus is operated as a ring in the event of a fault. This will make it easy and reliable solution provided, with which too an existing bus-shaped communication network failsafe is made.
Gemäß der grundlegenden Anordnung nach der Erfindung wird dies prinzipiell dadurch erreicht, daß die Kommunikationselemente grundsätzlich mit jeweils einem Anschlußport zur Verbindung mit der höheren und der niedrigeren Hierarchieebene ausgestattet sind, die in der zweithöchsten Hierarchieebene B eingesetzten Kommunikationselemente mit einer in der aktiven Richtung umschaltbaren Schnittstelle zur niedrigeren und eine Schnittstelle zur höheren Hierarchieebene ausgestattet sind, die in der dritthöchsten Hierarchieebene C eingesetzten Kommunikationselemente mit einer in der aktiven Richtung umschaltbaren Schnittstelle zur höheren Hierarchieebene B und eine Schnittstelle zur niedrigeren Hierarchieebene D ausgestattet sind, und bei Betrieb in der zweithöchsten Hierarchieebene B die Kommunikationselemente in Richtung zur niedrigeren Hierarchieebene C mit einer permanent gesetzten aktivierten Schnittstelle betrieben werden.According to the basic arrangement according to the invention, this will be principally achieved in that the communication elements always with one connection port for connection to the higher and the lower hierarchical level, those used in the second highest hierarchy level B. Communication elements with one in the active direction switchable interface to the lower and one interface to the higher hierarchical level, which in the third highest hierarchy level C used Communication elements with one in the active direction switchable interface to the higher hierarchical level B and one Interface to the lower hierarchy level D, and when operating in the second highest hierarchy level B the Communication elements towards the lower hierarchical level C with a permanently set activated interface operate.
Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Anordnung möglich.Through the measures laid down in the further claims are advantageous developments and improvements in Claim 1 specified arrangement possible.
Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Bus durch Kommunikationselemente der zweit- und dritthöchsten Hierarchieebene B und C gebildet wird, wobei der Bus an beiden Enden durch ein Kommunikationselement der zweithöchsten Hierarchieebene B terminiert ist, der Bus an den Anschlußstellen der Busteilnehmer in Teilstrecken aufgetrennt ist, die Anschlußstellen der Busteilnehmer mit einer Anschlußstelle Ost und einer Anschlußstelle West versehen sind, die Kommunikationselemente der höheren Hierarchieebene B jeweils an eine Teilstrecke des Busses angeschlossen sind, die Kommunikationselemente der niedrigeren Hierarchieebene C jeweils an zwei Teilstrecken des Busses angeschlossen sind, und eine Teilstrecke des Busses jeweils zwischen den Anschlußstellen West und Ost zweier Kommunikationselemente verläuft.According to a particularly expedient development of the invention provided that the bus through communication elements of the second and third highest hierarchical levels B and C is formed, with the Bus at both ends through a communication element of the second highest hierarchy level B is terminated, the bus to the Connection points of the bus participants are separated into sections, the connection points of the bus participants with an east connection point and a West junction are provided Communication elements of the higher hierarchical level B each a section of the bus are connected Communication elements of the lower hierarchical level C each are connected to two sections of the bus, and one Part of the bus between the West junction and east of two communication elements.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, daß auf dem Bus eine derartige Kodierung des zu übertragenden Signals verwendet ist, daß an den Anschlußstellen der Busteilnehmer eine Detektion über die Verfügbarkeit des Übertragungsweges möglich ist, über Signalisierungsschleifen die Möglichkeit gegeben ist, mindestens eine Anschlußstelle von sämtlichen Fehlersituationen auf dem Bus in Kenntnis zu setzen, über eine Steuerlogik eine Fortpflanzung von Fehlersituationen über den Bus unterbunden bzw. eine stabile Auftrennung des Übertragungsweges an den Störstellen herbeiführbar ist, über einen Schnittstellenumschalter die Anschlußstellen der Busteilnehmer so umschaltbar sind, daß eine Datenkommunikation aufrecht erhalten wird, und eine Globaladressierung aller Busteilnehmer zu Synchronisationszwecken vorgesehen ist. In an advantageous embodiment of the arrangement according to the invention provided that such a coding of the to transmitting signal is used at the connection points the bus participant makes a detection of the availability of the Transmission path is possible via signaling loops Possibility is given, at least one connection point from to inform about all error situations on the bus, a propagation of error situations via a control logic prevented via the bus or a stable separation of the Transmission path can be brought about at the fault points, via a Interface switch the connection points of the bus participants so are switchable that data communication is maintained and a global addressing of all bus participants Synchronization purposes is provided.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kommunikationselemente mittels eines geeigneten Steuerverfahrens in Abhängigkeit der detektierten Verfügbarkeit des Übertragungsweges die Steuerlogik und die Schnittstellenumschalter entsprechend ansteuern, und die Kommunikationselemente der zweithöchsten Hierarchieebene B mittels des geeigneten Steuerverfahrens in der Lage sind, ihre Anschlußstellen so zu steuern, daß zwischen aktivem Anfragen/Antworten, dem Polling, und Überwachen, dem Monitoring, des Busses umgeschaltet werden kann.According to a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that the communication elements by means of a suitable control method depending on the detected Availability of the transmission path, the control logic and the Activate the interface switch accordingly, and the communication elements of the second highest hierarchy level B by means of the appropriate tax procedure are able to Control connection points so that between active Inquiries / answers, polling, and monitoring, monitoring, of the bus can be switched.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kommunikationselemente der zweiten und dritten Hierarchieebene B und C durch den gesicherten Bus verbunden sind, an den ein Kommunikationselement der ersten Hierarchieebene A angeschlossen und mit den Kommunikationselementen der zweiten Hierarchieebene B verbunden ist, und worüber mittels geeignetem Vermittlungsverfahren Kommunikationsmöglichkeit zwischen den Kommunikationselementen der zweiten Hierarchieebene B gegeben ist, ein Austausch von Informationen über die Erreichbarkeit von Kommunikationselementen in der dritten Hierarchieebene C über die Kommunikationselemente der zweiten Hierarchieebene B gegeben ist, und die Kommunikationselemente der zweiten Hierarchieebene B mittels eines geeigneten Vermittlungsverfahrens Telegramme an die dritte Hierarchieebene C so umzuleiten im Stande sind, daß sie abweichend vom vorgegebenen Adressierungspfad über einen möglichen Ersatzpfad vermittelt werden.According to a further particularly advantageous embodiment of the Invention is provided that the communication elements of the second and third hierarchical levels B and C through the secured Bus are connected to a communication element of the first Hierarchy level A connected and with the Communication elements of the second hierarchical level B connected is, and what about by means of suitable mediation Possibility of communication between the communication elements of the second hierarchy level B, there is an exchange of Information about the accessibility of communication elements in the third hierarchy level C via the communication elements the second hierarchical level B is given, and the Communication elements of the second hierarchy level B by means of a suitable mediation procedure telegrams to the third Hierarchy level C are able to redirect so that they differ from the specified addressing path via a possible replacement path mediated.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, daß die Kommunikationselemente der zweiten und dritten Hierarchieebene B und C durch den gesicherten Bus verbunden sind, an den ein Kommunikationselement der ersten Hierarchieebene A angeschlossen ist, durch welches Informationen der Kommunikationselemente der zweiten Hierarchieebene B über die Erreichbarkeit von Kommunikationselementen in der dritten Hierarchieebene C ausgewertet werden, um mittels eines Routingverfahrens logische Adressierungspfade von Telegrammen an die dritte Hierarchieebene C so zu modifizieren, daß die physikalische Erreichbarkeit sichergestellt ist.According to another advantageous development of the The arrangement according to the invention provides that the Communication elements of the second and third hierarchical level B and C are connected by the secured bus to the one Communication element of the first hierarchy level A connected is through which information of the communication elements the second hierarchy level B on the accessibility of Communication elements in the third hierarchy level C are evaluated to be logical by means of a routing method Addressing paths of telegrams to the third hierarchy level C to modify so that physical accessibility is ensured.
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, daß durch das Routingverfahren auch Telegramme aus der dritten Hierarchieebene C von einem physikalischen Pfad auf einen logischen Pfad umgesetzt wird. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der logische Adressierungspfad für Kommunikationselemente der dritten Hierarchieebene C über ein den Bus zwischen der zweiten und dritten Hierarchieebene B und C terminierendes Kommunikationselement geführt. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist mittels eines Steuerungsverfahrens dafür gesorgt, daß bei Ausfall eines Kommunikationselementes in der zweiten Hierarchieebene B, über welches der Adressierungspfad geführt ist, mögliche physikalische Ersatzpfade unter Beibehaltung des logischen Adressierungspfades genutzt werden.In an advantageous development of the arrangement according to the invention provided that through the routing procedure also telegrams from the third hierarchy level C from a physical path to one logical path is implemented. Another more advantageous Design is the logical addressing path for Communication elements of the third hierarchy level C via a Bus between the second and third hierarchical levels B and C terminating communication element. According to one expedient development of the invention is by means of a Control procedure ensured that in the event of failure of a Communication element in the second hierarchy level B, about which is the addressing path, possible physical Substitute paths while maintaining the logical addressing path be used.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:The invention is based on one shown in the drawing Exemplary embodiment in the following description explained. It shows:
Fig. 1 schematisch in einem Blockschema das Kommunikationsnetz mit ausfallgesichertem Bus gemäß der Erfindung, beispielhaft an einer Anordnung mit vier Hierarchieebenen. Fig. 1 shows schematically in a block diagram the communication network with fail-safe bus according to the invention, for example on an arrangement with four hierarchy levels.
In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau eines hierarchischen Kommunikationsnetz mit vier Ebenen A, B, C und D dargestellt. Das Kommunikationselement KE A1 in der Hierarchieebene A ist mit Kommunikationselementen KE B1 und KE B2 in der Hierarchieebene B über einen Bus 1 verbunden. Dieser Bus kann beispielsweise durch einen unter RS485-Bus bekannten in der Praxis realisiert werden. In der Hierarchieebene C sind die dargestellten drei Kommunikationselemente KE C1, KE C2 und KE C3 Teilnehmer am gesicherten Bus, der von den Kommunikationselementen KE B1 und KE B2 terminiert wird. Die Kodierung der auf dem Bus fließenden Daten kann beispielsweise gemäß CCITT G.703 erfolgen bei Verwendung eines HDLC-NRM-Protokolls. Sämtliche Kommunikationselemente der Hierarchieebene c besitzen einen logischen Adresspfad über das Kommunikationselement KE B1.In Fig. 1, the structure of a hierarchical communication network with four levels A, B, C and D is shown schematically. The communication element KE A1 in the hierarchy level A is connected to communication elements KE B1 and KE B2 in the hierarchy level B via a bus 1 . This bus can be implemented in practice, for example, by a RS485 bus known in practice. In the hierarchy level C, the three communication elements KE C1, KE C2 and KE C3 shown are participants on the secured bus, which is terminated by the communication elements KE B1 and KE B2. The data flowing on the bus can be encoded, for example, in accordance with CCITT G.703 using an HDLC-NRM protocol. All communication elements of hierarchy level c have a logical address path via the communication element KE B1.
Das Kommunikationselement KE A1 in der Hierarchieebene A, der höchsten Hierarchieebene, ist auf der dem Bus 1 abgewandten Seite mit einer Betriebsstelle 2 kommunikativ verbunden. Diese Verbindung ist über die zweithöchste Hierarchieebene B, die dritthöchste C bis zur vierten Hierarchieebene D möglich. In dieser Hierarchieebene sind drei Kommunikationselemente KE D1, KE D2 und KE D3 angeordnet, von denen jeweils Kommunikationselement KE D1 mit Kommunikationselement KE C1, Kommunikationselement KE D2 mit Kommunikationselement KE C2 und Kommunikationselement KE D3 mit Kommunikationselement KE C3 kommunikativ verbunden ist.The communication element KE A1 in the hierarchy level A, the highest hierarchical level, is communicatively connected to an operating point 2 on the side facing away from the bus 1 . This connection is possible via the second highest hierarchical level B, the third highest C up to the fourth hierarchical level D. In this hierarchy level three communication elements KE D1, KE D2 and KE D3 are arranged, of which communication element KE D1 with communication element KE C1, communication element KE D2 with communication element KE C2 and communication element KE D3 with communication element KE C3 are communicatively connected.
Dieser dargestellte Aufbau beinhaltet gemäß vorliegender Erfindung, daß die Kommunikationselemente grundsätzlich mit jeweils einem Anschlußport zur Verbindung mit der höheren und der niedrigeren Hierarchieebene ausgestattet sind. Die in der zweithöchsten Hierarchieebene B eingesetzten Kommunikationselemente KE B1 und KE B2 sind mit einer in der aktiven Richtung umschaltbaren Schnittstelle zur niedrigeren C und eine Schnittstelle zur höheren Hierarchieebene A ausgestattet. Die in der dritthöchsten Hierarchieebene C eingesetzten Kommunikationselemente KE C1, KE C2 und KE C3 sind mit einer in der aktiven Richtung umschaltbaren Schnittstelle zur höheren Hierarchieebene B und einer Schnittstelle zur niedrigeren Hierarchieebene D ausgestattet. Bei Betrieb in der zweithöchsten Hierarchieebene B werden die Kommunikationselemente in Richtung zur niedrigeren Hierarchieebene C mit einer permanent gesetzten aktivierten Schnittstelle betrieben, beispielsweise KE B1. Die Kommunikationselemente KE B1, KE B2, KE C1, KE C2 und KE C3 in der zweit- und dritthöchsten Hierarchieebene B und C sind alle mit einer Anschlußstelle W und O, d. h. Anschlußstelle West und Anschlußstelle Ost ausgestattet.According to the present structure, this structure includes Invention that the communication elements basically with one connection port each for connection to the higher and the lower hierarchy level. The in the second highest hierarchy level B. Communication elements KE B1 and KE B2 are with one in the active direction switchable interface to lower C and an interface to the higher hierarchy level A. The used in the third highest hierarchy level C. Communication elements KE C1, KE C2 and KE C3 are marked with a the active direction switchable interface to the higher Hierarchy level B and an interface to the lower one Hierarchy level D. When operating in the second highest Hierarchy level B are the communication elements in the direction to the lower hierarchy level C with a permanently set activated interface operated, for example KE B1. The Communication elements KE B1, KE B2, KE C1, KE C2 and KE C3 in the second and third highest hierarchy levels B and C are all with a junction W and O, d. H. Junction West and East junction.
Für die weitere Beschreibung der Erfindung mit der ihr eigenen Funktionsweise sollen folgende Begriffe festgelegt werden: Kommunikationselement KE A1 wird als Router bezeichnet, da es anhand von Informationen, welches es von den Kommunikationselementen KE B1 und KE B2 erhält, eine Routingtabelle aufbaut. Diese Routingtabelle wird dazu benutzt, um logische Adresspfade auf physikalische Pfade zu modifizieren bzw. umzusetzen. Das Kommunikationselement KE B1 wird als Master West und das Kommunikationselement KE B2 wird als Master Ost bezeichnet. Die Kommunikationselemente KE C1, KE C2 und KE C3 werden als Slaves bezeichnet.For the further description of the invention with its own The following terms should work: Communication element KE A1 is called a router because it based on information which it from the Communication elements KE B1 and KE B2 receives one Routing table builds. This routing table is used to Modify logical address paths to physical paths or to implement. The communication element KE B1 is called Master West and the communication element KE B2 is called Master Ost designated. The communication elements KE C1, KE C2 and KE C3 are called slaves.
Der gesicherte Bus hat folgenden Aufbau: Master West B1 ist über seine Anschlußstelle Ost mit der Anschlußstelle West von Slave C1 verbunden. Slave C1 ist über seine Anschlußstelle Ost mit der Anschlußstelle West von Slave C2 verbunden. Entsprechend ist Slave C2 mit seiner Anschlußstelle Ost mit Anschlußstelle West von Slave C3 verbunden. Slave C3 ist mit seiner Anschlußstelle Ost mit der Anschlußstelle West von Master Ost B2 verbunden.The secured bus has the following structure: Master West B1 is over its east junction with the west junction of slave C1 connected. Slave C1 is connected to the Junction West connected by slave C2. Accordingly, is slave C2 with its east junction with slave junction west C3 connected. Slave C3 is connected to the east with the Junction West connected by Master Ost B2.
Im normalen Betriebsfall pollt Master West B1 sämtliche Slaves, d. h. alle nach dem Polling-Protokoll gemachten Anfragen werden von Master West gestartet und ihm auch die Antworten zugeschickt. Master Ost B2 hat lediglich Monitoring-, d. h. Überwachungsfunktion, und hört den Datenverkehr auf dem Bus 1 mit. Master West lagert in das Polling zyklisch Globaltelegramme ein, welche von den Slaves und von Master Ost zur Synchronisation bzw. zum Zurücksetzen einer Uhr verwendet werden. Sämtliche Slaves werden von Master West erkannt und er stellt die von ihm erhaltenen Informationen dem Router A1 zur Verfügung.In normal operation, Master West B1 polls all slaves, ie all requests made according to the polling protocol are started by Master West and the responses are also sent to it. Master Ost B2 only has a monitoring function, ie, listens to the data traffic on bus 1 . Master West cyclically stores global telegrams in the polling, which are used by the slaves and by Master East to synchronize or reset a clock. Master West recognizes all slaves and makes the information it receives available to router A1.
Unterbrechungen des Busses 1 führen zur Fehlersignalisierung, sei es AIS, d. h. Alarm-Identifizierungs-Sequenz, sei es KDS, d. h. Kein-Daten-Signal, an den Anschlußstellen der Kommunikationselemente. Durch entsprechende Alarmschleifen wird sichergestellt, daß in jedem Fall eine Signalisierung an der östlich der Störung liegenden Anschlußstelle anliegt.Interruptions in bus 1 lead to error signaling, be it AIS, ie alarm identification sequence, or KDS, ie no data signal, at the connection points of the communication elements. Appropriate alarm loops ensure that there is always a signal at the junction east of the fault.
Tritt nun eine Störung des Übertragungsweges ein, so wird durch eine Steuerlogik veranlaßt, daß der Übertragungsweg definiert unterbrochen wird. Die östlich der Störung gelegenen Slaves können nun nicht mehr über den Master West erreicht werden. Diese Informationen meldet Master West an den Router A1. Der Schnittstellenumschalter des östlich der Störung liegenden Slaves schaltet auf die andere Schnittstelle um. Durch die Auftrennung des Übertragungsweges erhalten die weiter östlich gelegenen Slaves und der Master Ost keine Globaltelegramme. Dies hat zur Folge, daß die oben erwähnte Uhr abläuft, da sie nicht zurückgesetzt wird. Dieses Ablaufen der Uhr führt zu einem Timeout. Durch diesen Timeout werden die betroffenen Slaves veranlaßt, auf die andere Schnittstelle umzuschalten. Der Master Ost beendet seinen Monitorbetrieb und beginnt mit nun seinerseits mit dem Polling, wie es bisher Master West gemacht hat. Der Master Ost gibt nunmehr die Information darüber, welche Slaves über ihn erreicht werden, an den Router A1. Damit ist dem Router bekannt, über welchen physikalischen Weg die jeweiligen Slaves zu erreichen sind.If there is a fault in the transmission path, then control logic causes the transmission path to be defined is interrupted. The slaves to the east of the fault can can no longer be achieved via Master West. This Master West reports information to router A1. Of the Interface switch of the slave located east of the fault switches to the other interface. By the separation the slaves located further east receive the transmission path and the Master Ost no global telegrams. This has the consequence that the above clock expires because it is not reset. This running of the clock leads to a timeout. Through this The affected slaves are triggered timeout on the other Switch interface. The Master East ends his Monitor operation and now starts polling, as Master West has done up to now. The Master East now gives the information about which slaves are reached via it, to the router A1. So the router knows which one physical way to reach the respective slaves.
Ist die Störung behoben, kann Master Ost wieder in den Monitorbetrieb versetzt werden. Dadurch entsteht für die östlich der Unterbrechung liegenden Kommunikationselemente wieder ein Timeout-Ereignis. Durch dieses wird veranlaßt, daß die aktivierte Schnittstelle umgeschaltet wird. Ebenso wird die definierte Unterbrechung des Übertragungsweges an der Störstelle aufgehoben. Master West kann wieder sämtliche Slaves pollen. Die zugehörigen neuen physikalischen Pfade werden wieder dem Router A1 bereitgestellt.Once the fault has been remedied, Master East can return to the Monitor operation. This creates for the east the interruption of communication elements Timeout event. This causes the activated Interface is switched. Likewise, the defined one Interruption of the transmission path at the fault location canceled. Master West can poll all slaves again. The associated new physical paths are again the router A1 provided.
Durch weitere Unterbrechungen, d. h. wenn beispielsweise zu einer bestehenden eine zweite hinzukommt, ist eine Inselbildung möglich. Dann können Slaves weder über den Westpfad noch den Ostpfad erreicht werden. In solchen Fällen tritt ein vorgesehenes Suchverfahren in Kraft, durch das versucht wird, Verbindung mit einem aktiven Master zu erhalten.Through further interruptions, i.e. H. if, for example, to a If a second is added, an island formation is possible. Then slaves can neither on the west path nor the east path can be achieved. In such cases, an intended one occurs Search procedure in effect by which an attempt is made to connect with to get an active master.
Bei Untersuchungen der möglichen Fehlersituationen ist zu erkennen, daß die Master zur Kommunikation miteinander neben dem Pfad über Kommunikationselement A1, den Router, einen weiteren Pfad über den gesicherten Bus benötigen. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn Unterbrechungen zwischen Kommunikationselement A1 und Kommunikationselement B1, wenn dieses als Master führt, vorliegen. Mittels eines Steuerungsverfahrens ist daher dafür gesorgt, daß bei Ausfall eines Kommunikationselementes in der zweiten Hierarchieebene B, über welches der Adressierungspfad geführt ist, mögliche physikalische Ersatzpfade unter Beibehaltung des logischen Adressierungspfades genutzt werden.When examining the possible error situations is too recognize that the masters to communicate with each other alongside the Path via communication element A1, the router, another Need path over the secured bus. This is especially true then the case when there are interruptions between communication element A1 and communication element B1, if this leads as a master, available. Therefore, by means of a control procedure worried that in the event of failure of a communication element in the second hierarchy level B, via which the addressing path possible physical substitute paths while maintaining of the logical addressing path can be used.
Dazu betreibt jeder Master im Monitorbetrieb eine Zweitstation mit einer bestimmten festen Adresse, beispielsweise 254, am gesicherten Bus mit. Damit ist es möglich, daß sich die beiden Master gegenseitig zusätzlich über diese Adresse erreichen können. Fällt der Master West aus dem Polling des Routers, dann prüft der Router, ob der Master Ost verfügbar ist. Ist dies der Fall, dann wird der Master Ost die Aufgaben von Master West übernehmen. Der Router meldet Master Ost anstelle von Master West als nicht vorhanden, womit auch keine Slaves aus den darunterliegenden Hierarchieebenen betroffen sind, da der Adressierungspfad ja stets über den Master West läuft. Um eine gegenseitige Erkennung und die Kommunikationsmöglichkeit der Master zu erreichen, wird in das Polling der Master die bestimmte feste Adresse, wie hier z. B. 254, mit aufgenommen. Auf diese Weise ist es einem Ringmaster möglich, seinen jeweils korrespondierenden Ringmaster bei bestehender Verbindung zu steuern. Somit kann Master Ost das Polling von Master West beenden, um damit physikalische Erreichbarkeit der Slaves über Master Ost zu erreichen. Ist dann Master West wieder für den Router verfügbar, wird der ursprüngliche Ausgangszustand wieder hergestellt, indem der Master Ost in den Monitorbetrieb gesetzt wird.For this purpose, each master operates a second station in monitor mode a certain fixed address, for example 254, on secured bus with. It is possible that the two Masters can also reach each other via this address. If the Master West falls out of the polling of the router, then it checks Router whether the master east is available. If so, then Master East will take over from Master West. Of the Router reports Master East as not instead of Master West available, with which no slaves from the underlying Hierarchy levels are affected because the addressing path is always runs through the Master West. To mutual recognition and the Reaching the masters communication is possible in the Polling the master the certain fixed address, like here z. B. 254, recorded with. In this way it is possible for a ring master his respective corresponding ring master with an existing one Control connection. Master Ost can thus poll Exit Master West to enable physical accessibility of the Reach slaves via Master East. Then is Master West again available to the router becomes the original initial state restored by putting the Master East into monitor operation is set.
Durch die Erfindung wird der ausfallgesicherte Bus 1 durch Kommunikationselemente der zweit- und dritthöchsten Hierarchieebene B und C gebildet, wobei der Bus an beiden Enden durch je ein Kommunikationselement der zweithöchsten Hierarchieebene B terminiert ist, nämlich KE B1 und KE B2. The fail-safe bus 1 is formed by communication elements of the second and third highest hierarchical levels B and C, the bus being terminated at both ends by a communication element of the second highest hierarchical level B, namely KE B1 and KE B2.
Der Bus 1 ist an den Anschlußstellen der Busteilnehmer in Teilstrecken aufgetrennt, und die Anschlußstellen der Busteilnehmer sind mit einer Anschlußstelle Ost und einer Anschlußstelle West versehen. Die Kommunikationselemente KE B1 und KE B2 der höheren Hierarchieebene B sind jeweils an eine Teilstrecke des Busses angeschlossen, die Kommunikationselemente KE C1-3 der niedrigeren Hierarchieebene C sind, jeweils an zwei Teilstrecken des Busses angeschlossen und eine Teilstrecke des Busses verläuft jeweils zwischen den Anschlußstellen West und Ost zweier Kommunikationselemente.The bus 1 is separated into sections at the connection points of the bus participants, and the connection points of the bus participants are provided with an east connection point and a west connection point. The communication elements KE B1 and KE B2 of the higher hierarchy level B are each connected to a section of the bus, the communication elements KE C1-3 of the lower hierarchy level C are each connected to two sections of the bus and a section of the bus runs between the connection points West and east of two communication elements.
Auf dem Bus ist eine derartige Kodierung des zu übertragenden Signals verwendet, daß an den Anschlußstellen der Busteilnehmer eine Detektion über die Verfügbarkeit des Übertragungsweges möglich ist. Über Signalisierungsschleifen ist die Möglichkeit gegeben, mindestens eine Anschlußstelle von sämtlichen Fehlersituationen auf dem Bus in Kenntnis zu setzen. Über eine Steuerlogik wird eine Fortpflanzung von Fehlersituationen über den Bus unterbunden bzw. eine stabile Auftrennung des Übertragungsweges an den Störstellen herbeigeführt. Die Anschlußstellen der Busteilnehmer sind über einen Schnittstellenumschalter so umschaltbar, daß eine Datenkommunikation aufrecht erhalten wird. Zu Synchronisationszwecken ist eine Globaladressierung aller Busteilnehmer vorgesehen.Such a coding of the transmission to be transmitted is on the bus Signals used that at the junctions of the bus participants detection of the availability of the transmission path is possible. The possibility is via signaling loops given at least one junction of all To inform error situations on the bus. Over a Control logic becomes a propagation of error situations across the Bus prevented or a stable separation of the Transmission path brought about at the fault points. The The bus nodes are connected via a Interface switch so switchable that a Data communication is maintained. To Synchronization purposes is a global addressing of everyone Bus participants provided.
Die Kommunikationselemente steuern mittels eines geeigneten Steuerverfahrens in Abhängigkeit der detektierten Verfügbarkeit des Übertragungsweges die Steuerlogik und die Schnittstellenumschalter an. Die Kommunikationselemente der zweithöchsten Hierarchieebene B sind mittels des geeigneten Steuerverfahrens in der Lage, ihre Anschlußstellen so zu steuern, daß zwischen aktivem Anfragen/Antworten, dem Polling, und Überwachen, dem Monitoring, des Busses umgeschaltet werden kann.The communication elements control by means of a suitable one Control procedure depending on the detected availability of the transmission path, the control logic and the Interface switch on. The communication elements of the second highest hierarchy level B are by means of the appropriate Control process able to control their junctions so that between active inquiries / answers, polling, and Monitor, monitoring, the bus can be switched.
Mit der erfindungsgemäß gestalteten Anordnung werden in vorteilhafter Weise Datenkommunikationsverbindungen mit einem Bus in einem hierarchisch aufgebautem Kommunikationsnetz mit Bus gegen Unterbrechung von Teilstrecken geschützt. Dies ist insbesondere dann von besonderem Interesse, wenn Teilstrecken über systematisch ausfallgefährdete Verbindungen wie z. B. fadinggefährdete Richtfunkstrecken aufgebaut werden. Dabei ist die sehr kurze Rekonfigurationszeit besonders wertvoll. Es wird somit durch Realisierung einer Leitungsredundanz ein ausfallgesicherter Bus zur Verfügung gestellt. Somit ist von einer Betriebsstelle der höchsten Hierarchieebene aus die Erreichbarkeit von Kommunikationselementen der dritthöchsten Hierarchieebene, und daran angeschlossene Teilnehmer, auch dann gewährleistet, wenn vorhandene Kommunikationswege Unterbrechungen bzw. Störungen aufweisen.With the arrangement designed according to the invention, in advantageously data communication connections with a bus in a hierarchical communication network with bus against Interruption of sections protected. This is particularly so of particular interest if sections are systematic failure-prone connections such as B. vulnerable to fading Radio links are established. The very short one Reconfiguration time especially valuable. It is thus through Realization of a line redundancy of a fail-safe bus made available. Thus, from an office the highest hierarchical level from the accessibility of Communication elements of the third highest hierarchy level, and participants connected to it, even if existing communication channels interruptions or disruptions exhibit.
Claims (9)
die Kommunikationselemente grundsätzlich mit jeweils einem Anschlußport zur Verbindung mit der höheren und der niedrigeren Hierarchieebene ausgestattet sind,
die in der zweithöchsten Hierarchieebene (B) eingesetzten Kommunikationselemente (KE B1, KE B2) mit einer in der aktiven Richtung umschaltbaren Schnitt stelle zur niedrigeren (C) und einer Schnittstelle zur höheren Hierarchieebene (A) ausgestattet sind, die in der dritthöchsten Hierarchieebene (C) eingesetzten Kommunikationselemente (KE C1, KE C2, KE C3) mit einer in der aktiven Richtung umschaltbaren Schnittstelle zur höheren Hierarchieebene (B) und einer Schnittstelle zur niedrigeren Hierarchieebene (D) ausgestattet sind, und bei Betrieb in der zweithöchsten Hierarchieebene (B) die Kommunikationselemente (KE B1, KE B2) in Richtung zur niedrigeren Hierarchieebene (C) mit einer permanent gesetzten aktivierten Schnittstelle (KE B1) betrieben werden. 1. Data communication connection in a hierarchical communication network with bus ( 1 ), which is operated according to a query / response protocol, the so-called polling protocol, communication elements being arranged in several hierarchically staggered levels in the communication network, and the bus optionally containing sections which consist of point-to-point connections which are not bus-capable per se, and the communication elements can be connected to or disconnected from the bus connection units assigned to them, characterized in that
the communication elements are basically equipped with one connection port each for connection to the higher and lower hierarchical levels,
the communication elements (KE B1, KE B2) used in the second highest hierarchical level (B) are equipped with a switchable interface in the active direction to the lower (C) and an interface to the higher hierarchical level (A), which are in the third highest hierarchical level (C ) used communication elements (KE C1, KE C2, KE C3) are equipped with an interface that can be switched in the active direction to the higher hierarchical level (B) and an interface to the lower hierarchical level (D), and when operating in the second highest hierarchical level (B) Communication elements (KE B1, KE B2) towards the lower hierarchical level (C) are operated with a permanently set activated interface (KE B1).
der Bus (1) durch Kommunikationselemente (KE B1, KE B2) der zweit- (B) und dritthöchsten (C) Hierarchieebene gebildet wird, wobei der Bus an beiden Enden durch ein Kommunikationselement (KE B1, KE B2) der zweithöchsten Hierarchieebene B terminiert ist,
der Bus an den Anschlußstellen der Busteilnehmer in Teilstrecken aufgetrennt ist,
die Anschlußstellen (W, O) der Busteilnehmer mit einer Anschlußstelle Ost (O) und einer Anschlußstelle West (W) versehen sind,
die Kommunikationselemente (KE B1, KE B2) der höheren Hierarchieebene (B) jeweils an eine Teilstrecke des Busses angeschlossen sind,
die Kommunikationselemente (KE C1, KE C2, KE C3) der niedrigeren Hierarchieebene (C) jeweils an zwei Teilstrecken des Busses angeschlossen sind, und
eine Teilstrecke des Busses jeweils zwischen den Anschlußstellen West und Ost zweier Kommunikationselemente verläuft. 2. Data communication link according to claim 1, characterized in that
the bus ( 1 ) is formed by communication elements (KE B1, KE B2) of the second (B) and third highest (C) hierarchy level, the bus terminating at both ends by a communication element (KE B1, KE B2) of the second highest hierarchy level B. is
the bus is separated in sections at the connection points of the bus participants,
the connection points (W, O) of the bus participants are provided with an east connection point (O) and a west connection point (W),
the communication elements (KE B1, KE B2) of the higher hierarchical level (B) are each connected to a section of the bus,
the communication elements (KE C1, KE C2, KE C3) of the lower hierarchical level (C) are each connected to two sections of the bus, and
a section of the bus runs between the west and east junctions of two communication elements.
auf dem Bus (1) eine derartige Kodierung des zu übertragenden Signals verwendet ist, daß an den Anschlußstellen der Busteilnehmer eine Detektion über die Verfügbarkeit des Übertragungsweges möglich ist,
über Signalisierungsschleifen die Möglichkeit gegeben ist, mindestens eine Anschlußstelle von sämtlichen Fehlersituationen auf dem Bus in Kenntnis zu setzen,
über eine Steuerlogik eine Fortpflanzung von Fehlersituationen über den Bus unterbunden bzw. eine stabile Auftrennung des Übertragungsweges an den Störstellen herbeiführbar ist,
über einen Schnittstellenumschalter die Anschlußstellen der Busteilnehmer so umschaltbar sind, daß eine Datenkommunikation aufrecht erhalten wird, und eine Globaladressierung aller Busteilnehmer zu Synchronisationszwecken vorgesehen ist.3. Data communication link according to claim 1 or 2, characterized in that
on the bus ( 1 ) such coding of the signal to be transmitted is used that detection of the availability of the transmission path is possible at the connection points of the bus participants,
Signaling loops make it possible to notify at least one connection point of all error situations on the bus,
A control logic prevents the propagation of error situations via the bus or a stable separation of the transmission path at the fault points can be achieved,
The connection points of the bus subscribers can be switched over via an interface switch so that data communication is maintained and global addressing of all bus subscribers is provided for synchronization purposes.
die Kommunikationselemente mittels eines geeigneten Steuerverfahrens in Abhängigkeit der detektierten Verfügbarkeit des Übertragungsweges die Steuerlogik und den Schnittstellenumschalter entsprechend ansteuern, und
die Kommunikationselemente der zweithöchsten Hierarchieebene B mittels des geeigneten Steuerverfahrens in der Lage sind, ihre Anschlußstellen so zu steuern, daß zwischen aktivem Anfragen/Antworten, dem Polling, und Überwachen, dem Monitoring, des Busses umgeschaltet werden kann. 4. Data communication connection according to claim 1, 2 or 3, characterized in that
control the communication elements by means of a suitable control method depending on the detected availability of the transmission path, the control logic and the interface switch, and
the communication elements of the second highest hierarchy level B are able, by means of the suitable control method, to control their connection points in such a way that a switch can be made between active requests / responses, polling, and monitoring, monitoring, of the bus.
die Kommunikationselemente (KE B1, KE B2; KE C1, KE C2, KE C3) der zweiten und dritten Hierarchieebene (B, C) durch den gesicherten Bus (1) verbunden sind, an den ein Kommunikationselement (KE A1) der ersten Hierarchieebene (A) angeschlossen und mit den Kommunikationselementen (KE B1, KE B2) der zweiten Hierarchieebene (B) verbunden ist, und worüber mittels geeignetem Vermittlungsverfahren Kommunikationsmöglichkeit zwischen den Kommunikationselementen der zweiten Hierarchieebene B gegeben ist,
ein Austausch von Informationen über die Erreichbarkeit von Kommunikationselementen in der dritten Hierarchieebene (C) über die Kommunikationselemente (KE B1, KE B2) der zweiten Hierarchieebene (B) gegeben ist, und
die Kommunikationselemente (KE B1, KE B2) der zweiten Hierarchieebene (B) mittels eines geeigneten Vermittlungsverfahrens Telegramme an die dritte Hierarchieebene (C) so umzuleiten im Stande sind, daß sie abweichend vom vorgegebenen Adressierungspfad über einen möglichen Ersatzpfad vermittelt werden. 5. Data communication connection according to one of the preceding claims, characterized in that
the communication elements (KE B1, KE B2; KE C1, KE C2, KE C3) of the second and third hierarchy levels (B, C) are connected by the secure bus ( 1 ) to which a communication element (KE A1) of the first hierarchy level ( A) is connected and connected to the communication elements (KE B1, KE B2) of the second hierarchy level (B), and by means of a suitable switching method there is a possibility of communication between the communication elements of the second hierarchy level B,
there is an exchange of information about the accessibility of communication elements in the third hierarchical level (C) via the communication elements (KE B1, KE B2) of the second hierarchical level (B), and
the communication elements (KE B1, KE B2) of the second hierarchical level (B) are able to redirect telegrams to the third hierarchical level (C) by means of a suitable switching method in such a way that they are conveyed via a possible substitute path, in deviation from the specified addressing path.
Priority Applications (3)
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| DE19714761A DE19714761A1 (en) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Data communication connection in a hierarchical communication network with bus, which is operated according to a polling protocol |
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Legal Events
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ERICSSON AB, STOCKHOLM, SE |
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| 8131 | Rejection |