BR112021007304A2 - Sistema de comunicação e método para operação do sistema - Google Patents

Abstract

sistema de comunicação e método para operação do sistema. um sistema de comunicação inclui um ou mais processadores que determinam um valor de risco de comunicação para cada um dos percursos dos múltiplos percursos dentro de uma rede sensível ao tempo. os múltiplos percursos são definidos por intermédio de múltiplos nodos e enlaces que conectam os nodos em uma forma de comunicação. os processadores estabelecem um percurso redundante dos percursos que desviam de um percurso de baixa confiabilidade dos percursos. o percurso redundante inclui pelo menos um enlace ou nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade. os processadores controlam a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade para intensificar a probabilidade de que o suporte de dados seja recebido por um dispositivo de escuta a partir de um dispositivo de publicação dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

Description

SISTEMA DE COMUNICAÇÃO E MÉTODO PARA OPERAÇÃO DO SISTEMA Referência Cruzada a Pedidos de Patente Correlacionados

[001] Este pedido de patente reivindica a prioridade do pedido provisório de patente norte-americana 62/749,904, depositado em 24 de outubro de 2018, toda a revelação do qual é aqui incorporada a título de referência.

Campo da Invenção

[002] O assunto em questão aqui descrito se refere a redes de telecomunicação.

Antecedentes da Invenção

[003] O IEEE 802.1 - Grupo de Trabalho de Rede Sensível ao Tempo (Time-Sensitive Networking Task Group) criou uma série de padrões que descrevem como implementar uma liberação de dados de Ethernet determinística e programada, dentro de uma rede de Ethernet. Redes sensíveis ao tempo são beneficiadas a partir de avanços na exatidão e estabilidade de tempo para criar fluxo de tráfego determinístico e eficiente em uma rede de Ethernet. As redes sensíveis ao tempo podem ser usadas em ambientes com segurança crítica, tais como sistemas de controle para sistemas industriais autômatos.

Nesse ambientes, um controle oportuno e rápido do maquinário é preciso para assegurar que os operadores e o equipamento no ou próximo ao maquinário sejam controlados e que não sejam lesionados ou danificados.

[004] Geralmente se assume que as redes com base em Ethernet são perfeitamente confiáveis e capazes de garantir uma comunicação com sucesso de todos os suportes. Mas, há um risco de falhas na comunicação, tais como falhas causadas por hardware com defeito na rede atribuído a tempo de uso/idade ou danos. Em uma rede sensível ao tempo, uma falha de Comunicação envolvendo a transmissão de um simples suporte pode resultar em uma falha no que diz respeito a atender os requerimentos de liberação de comunicações sensíveis ao tempo, algo que pode causar estragos ou danos em ambientes críticos de segurança.

Sumário da Invenção

[005] Em uma realização, um sistema de comunicação inclui um ou mais processadores configurados para determinar um valor de risco de comunicação para cada um dos percursos de múltiplos percursos entre nodos e enlaces entre os nodos dentro de uma rede sensível ao tempo. O um ou mais processadores também estão configurados para determinar que pelo menos um dos percursos é um percurso de baixa confiabilidade devido ao percurso de baixa confiabilidade ter um valor de risco de comunicação além de um ou mais outros percursos na rede sensível ao tempo. O um ou mais processadores também estão configurados para estabelecer um percurso redundante dos percursos que desviam do percurso de baixa confiabilidade de tal maneira que o percurso redundante inclui pelo menos um enlace ou um nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade. O um ou mais processadores também estão configurados para controlar a rede sensível ao tempo para comunicar copias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade entre um dispositivo de publicação e um dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designado de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

[006] Em uma realização, um método inclui determinar um valor de risco de comunicação para cada um dos percursos dos múltiplos percursos entre os nodos e os enlaces dentro de uma rede sensível ao tempo, determinar que pelo menos um dos percursos é um percurso de baixa confiabilidade devido o percurso de baixa confiabilidade ter um valor de risco de comunicação maior que o de uma ou mais outros percursos na rede sensível ao tempo, estabelecer um percurso redundante dos percursos que desviam do percurso de baixa confiabilidade de tal maneira que o percurso redundante inclua pelo menos um enlace ou nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade, e direcionar a rede sensível ao tempo a comunicar copias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade entre um dispositivo de publicação e um dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designada de acordo com o planejamento da rede sensível ao tempo.

[007] Em uma realização, um sistema de comunicação inclui uma rede sensível ao tempo incluindo uma pluralidade de percursos de rede formados por nodos interconectados por enlaces de comunicação. Os nodos estão configurados para receber e enviar suportes de dados de uma mensagem entre os mesmos ao longo dos enlaces de comunicação para comunicar a mensagem originária de um dispositivo de publicação para um ou mais dispositivos de escuta dentro de uma janela de tempo designado de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

[008] O sistema de comunicação também inclui um ou mais processadores configurados para determinar valores de risco de comunicação para dois ou mais percursos da rede dentro de uma rede sensível ao tempo que acopla de uma forma de comunicação o dispositivo de publicação com um ou mais dispositivos de escuta.

O um ou mais processadores também estão configurados para comparar os valores de risco de comunicação dos percursos e para estabelecer um percurso redundante que acopla de forma de comunicação o dispositivo de publicação com um ou mais dispositivos de escuta a partir de um ou mais nodos e dois ou mais enlaces de comunicação já existentes na rede sensível ao tempo com base nos valores de risco de comunicação que são comparados. o percurso redundante é estabelecida por intermédio de desviar pelo menos uma outro percurso de rede dos percursos de rede entre o dispositivo de publicação e o um ou mais dispositivos de escuta. O um ou mais processadores também estão configurados para controlar a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de pelo menos um dos suportes de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e a pelo menos outro percurso de rede a partir do dispositivo de publicação para o um ou mais dispositivos de escuta dentro da janela de tempo designado do planejamento da rede sensível ao tempo.

Breve Descrição dos Desenhos

[009] O presente assunto em questão será melhor entendido a partir da leitura do relatório descritivo a seguir e da descrição das realizações não limitantes, com referência aos desenhos aqui anexos, nos quais abaixo:

[010] a Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema operado de acordo com uma realização;

[011] a Figura 2 é uma ilustração esquemática de uma realização de um sistema de comunicação que inclui um sistema de controle e uma rede sensível ao tempo de acordo com uma realização;

[012] a Figura 3 ilustra a rede sensível ao tempo da Figura 2 com múltiplos dispositivos de comunicação e percursos de fluxo de tráfego conectando de forma de comunicação os dispositivos de comunicação; e

[013] a Figura 4 ilustra um fluxograma de uma realização de um método para comunicar, mais especificamente para comunicar de uma forma confiável, mensagens em uma rede sensível ao tempo.

Descrição Detalhada das Realizações Preferidas

[014] Uma ou mais realizações da presente invenção aqui descrita se refere a sistemas e a métodos que usam percursos de fluxo de tráfego redundante (por exemplo, percursos redundantes) para transmitir suportes de dados em redes sensíveis ao tempo para intensificar a confiabilidade. Os sistemas e os métodos estabelecem os percursos redundantes para desviar de percursos correspondentes, referidas a como percursos de baixa confiabilidade, as quais são determinadas como sendo menos confiáveis do que uma ou mais outros percursos na rede sensível ao tempo. A rede sensível ao tempo pode ser operada de tal maneira que a informação (por exemplo, um suporte de dados) planejado para a transmissão ao longo de um percurso de confiabilidade é transmitido em paralelo ao longo de um percurso redundante correspondente para intensificar a probabilidade de que a informação seja recebida em uma localização designada (por exemplo, um dispositivo de escuta), dentro de uma janela de tempo designado ou uma abertura de acordo com o planejamento.

[015] Em uma ou mais realizações, um dispositivo de controle da rede sensível ao tempo, tal como um planejador e/ou um configurador, está configurado para contabilizar o que diz respeito a confiabilidade (por exemplo, a probabilidade ou a possibilidade de falhas) da rede sensível ao tempo, quando estabelecendo e/ou quando configurando percursos der fluxo de tráfego através da rede sensível ao tempo. Por exemplo, o dispositivo de controle estabelece um ou mais percursos de fluxo redundante, resultando em uma transmissão paralela de informação duplicada, com base em uma análise de confiabilidade da rede sensível ao tempo. A análise de confiabilidade envolve a pontuação e/ou a comparação de confiabilidades percebidas dos percursos de fluxo de tráfego existentes, algo que é definido por intermédio de componentes de hardware incluindo os nodos e os enlaces. O dispositivo de controle está configurado para estabelecer ou para definir a um ou mais percursos redundantes com base na análise de confiabilidade com o objetivo de atender alvos ou requerimentos de confiabilidade designados por toda a rede. Por exemplo, o dispositivo de controle pode utilizar informação da topologia de rede para computar valores de confiabilidade para os percursos de fluxo existentes e pode aperfeiçoar e intensificar a confiabilidade da rede por intermédio de estabelecer um ou mais percursos de fluxo redundante para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[016] Pelo menos um efeito técnico da presente invenção aqui descrito proporciona uma confiabilidade intensificada (por exemplo, uma taxa de sucesso maior) na comunicação dos conjuntos sensíveis ao tempo em uma rede sensível ao tempo. A confiabilidade intensificada e aperfeiçoada resulta em uma probabilidade intensificada que a informação transmitida através da rede sensível ao tempo será recebida em destinações designadas dentro de janelas de tempo designados de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo. Essa confiabilidade aperfeiçoada pode intensificar a confiança no recebimento oportuno de informação de tempo crítico através da rede, especialmente em ambientes com segurança crítica e nas aplicações que dependem de um controle oportuno e rápido do maquinário para prevenir contra lesões e/ou danos.

[017] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema operacional 10 de acordo com uma realização. O sistema operacional 10 é mostrado e descrito como um sistema de veículo formado a partir de vários veículos 14, 16, mas opcionalmente pode ser outro tipo de sistema não veicular. Os veículos 14 (por exemplo, os veículos 14A-C)

representam veículos geradores de propulsão, tais como veículos que geram esforço ou energia de tração com o objetivo de impulsionar o sistema de veículos 10 ao longo da rota

18. Em uma ou mais realizações, o sistema de veículo 10 é um sistema de veículo com base em ferrovias 10 que move ao longo de trilhos representando a rota 18. Os veículos 14 podem representar locomotivas. Os veículos 16 (por exemplo, os veículos 16A-E) podem representar veículos não geradores de propulsão, tais como os veículos que não geram esforço ou energia de tração. Em uma realização, os veículos 16 podem representar vagões ferroviários. Alternativamente, os veículos 14, 16 podem representar outros tipos de veículos. Em outra realização, um ou mais dos veículos individuais 14 e/ou 16 representam um grupo de veículos, tal como uma consistência de locomotivas ou de outros veículos. Ao passo que a descrição e especificação aqui mencionada são focadas em veículos, nem todas as realizações dos sistemas e dos métodos inventivos são limitados ao uso com ou em enlace com veículos.

[018] A Figura 2 esquematicamente ilustra uma realização de um sistema de comunicação 100 que inclui um sistema de controle 107 e uma rede sensível ao tempo

109. Os componentes mostrados na Figura 2 representam circuitos de hardware que incluem e/ou são conectados a um ou mais processadores (por exemplo, um ou mais microprocessadores, matrizes de portais programáveis em campo e/ou circuitos integrados), que operam para desempenhar as funções aqui descritas. Os componentes do sistema de comunicação 100 podem ser acoplados de forma de comunicação, uns com os outros, pora ou mais enlaces com e/ou sem fio. Nem todos os enlaces entre os componentes do sistema de comunicação 100 são aqui mostrados.

[019] O sistema de comunicação 100 está embarcado ou está localizado dentro do sistema operado 10 mostrado na Figura 1. Por exemplo, os componentes do sistema de controle 107 e os componentes da rede sensível ao tempo 109 podem ser dispostos embarcados em um ou mais veículos 14A-C do sistema operado 10.

Opcionalmente, os veículos 14 podem representar componentes eletrônicos 14 do sistema operado 10. Por exemplo, os componentes 14 podem ser computadores, sensores,

dispositivos de entrada (por exemplo, microfones, telas sensíveis ao toque, teclados, etc.), dispositivos de saída (por exemplo, dispositivos de exibição/monitores, auto-falantes, etc.), ou similares. O sistema de comunicação 100 é utilizado para a transmissão e recepção de comunicação (por exemplo, sinais e mensagens de controle) a bordo do sistema operado 10, tal como entre dispositivos ou dentro do mesmo componente 14, 16 e/ou entre dispositivos dispostos sobre ou dentro de componentes diferentes 14, 16. Ao passo que o sistema de comunicação 100 é descrito como sendo disposto a bordo do sistema operado 10 mostrado na Figura 1, alternativamente, o sistema de comunicação 100 pode ser disposto a bordo ou dentro de outro tipo de componente eletrônico, tal como um automóvel.

Uma embarcação marítima, uma embarcação de mineração, outro veículo fora-de-estrada (por exemplo, um veículo que não é legalmente permitido ou que não é designado para trafegar ao longo de rodovias públicas), um servidor, uma televisão, um satélite, etc. Em ainda outra realização, o sistema de comunicação 100 pode ser instalado não embarcada de um veículo, tal como instalado em um cenário industrial (por exemplo, uma fábrica, uma indústria de fabricação, ou similares). Por exemplo, opcionalmente, o sistema de comunicação 100 pode ser usado para proporcionar comunicação em outros sistemas além daqueles veículos de rede.

[020] A rede sensível ao tempo 109 pode ser configurada para operar de acordo com um ou mais padrões de rede sensível ao tempo de IEEE, tais como a IEEE

802.1AS™-2011 Standard, a IEEE 802.1Q™-2014 Standard, a IEEE 802.1Qbu™-2016 Standard e/ou a IEEE 802.3br™-2016 Standard. Os valores de confiabilidade para cada um dos dispositivos na rede pode ser incluído como entidades de Type Length Value (TLV) em mensagens de Logical Link Discovery Protocol (LLDP) ou como parte de um módulo YANG (Yet Another Next Generation) permitindo um approach com base em padrões para automaticamente transmitir informação de confiabilidade de partes individuais para o sistema de controle 107 (por exemplo, para um dispositivo configurador de rede 108 do mesmo).

[021] A sincronia de tempo é algo crítico no que diz respeito a operação de redes sensíveis ao tempo e, assim sendo, os percursos de relógio mestre e servidor mestre também precisam ser consideradas quando da análise de confiabilidade. O IEEE

802.1AS-2011 Standard apenas considera a qualidade dos relógios quando da determinação da interconectividade de relógios (árvore geradora) A análise de confiabilidade também deveria considerar a probabilidade de falhas dos relógios e dos enlaces interconectando os relógios assim como o efeito acumulativo do ruído de relógio no que diz respeito a sincronia. O dispositivo configurador de rede 108 pode guiar a interconectividade de relógio por intermédio da modificação da informação de configuração de relógio.

[022] A rede sensível ao tempo 109 inclui vários nodos 105 formados por interruptores de rede 1204 e relógios associados 112 (“dispositivos de relógio” na Figura 2). Embora apenas três nodos 105 estejam mostrados na Figura 2, a rede sensível ao tempo 109 pode ser formada por vários outros nodos 105 distribuídos por uma grande área geográfica. Os interruptores 104 dos nodos 105 podem incluir ou representar interruptores elétricos, roteadores, pontes, junções e/ou similares. Os nodos 105 são conectados uns aos outros de uma forma de comunicação através de enlaces de comunicação 103 (aqui referidas como enlaces 103). os enlaces 103 incluem ou representam percursos de passagem de comunicação física, tais como fios e/ou cabos de cobre, fios e/ou cabos óticos, enlaces de Ethernet, e similares.

[023] A rede sensível ao tempo 109 pode ser uma rede de Ethernet que comunica suportes de dados (ou conjuntos) como sinais ao longo de percursos de fluxo de tráfego 120 entre dispositivos de comunicação 106. os percursos de fluxo de tráfego 120 (aqui referidas como percursos 120) são definidas por intermédio dos nodos 105 e dos enlaces 103. Por exemplo, um suporte de dados pode ser transmitido a partir de uma primeiro enlace 103 para uma segundo enlace através de um nodo 105 que conecta a primeira e a segundo enlace 103. Os suportes de dados são enviados ao longo de percursos correspondentes diferentes 120 de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo 109. O planejamento restringe qual suporte de dados pode ser comunicado por intermédio de cada um dos nodos 105 em tempos diferentes.

[024] Os suportes de dados diferentes (por exemplo, os sinais) podem ser comunicados em períodos de tempo repetitivos e diferentes com base nas classificações de tráfego dos suportes. Alguns suportes de dados representam mensagens que são classificadas como tráfego de tempo crítico (aqui referidos como mensagens de tempo crítico), ao passo que outros suportes de dados representam mensagens classificadas como tráfego de melhor esforço (aqui referidas como mensagens de melhor esforço). As mensagens de tempo crítico têm uma prioridade mais alta do que as mensagens de melhor esforço. Pode ser requerido que as mensagens de tempo crítico sejam comunicadas em ou dentro de períodos de tempo designados para assegurar a operação segura de um sistema operado, tal como um maquinário industrial ou um veículo (por exemplo, uma locomotiva, um automóvel, um caminhão de fora-de-estrada, ou similares). Se uma mensagem de tempo crítico não é recebida dentro do período de tempo ou janela de tempo designado, a falta de recebimento oportuno da mensagem de tempo crítico pode correr o risco de lesionar ou danificar indivíduos e equipamento. As mensagens de melhor esforço incluem suportes de dados que não são requeridos para assegurar a operação segura do sistema operado, mas que são comunicadas para outros propósitos (por exemplo, operação de monitoramento dos componentes do sistema operado).

[025] Os dispositivos de comunicação 106 que comunicam um percurso a rede sensível ao tempo 109 podem ser computadores, sensores, servidores, dispositivos de controle, dispositivo de entrada/de saída, controladores de motores de tração, unidades de controle de máquinas, controladores de carga auxiliadores, sensores e/ou similares. Os dispositivos de comunicação 106 são dispostos a bordo do sistema de veículo 10 mostrado na Figura 1. Um primeiro dispositivo de comunicação 106A dos dois dispositivos 106 pode ser um dispositivo de comunicação de um tipo diferente a partir do segundo dispositivo de comunicação 106B dos dois dispositivos 106. O dispositivo de comunicação 106 que gera ou dá a entrada de uma mensagem (definida por ou mais suportes de dados) na rede sensível ao tempo 109 para a comunicação com o outro dispositivo de comunicação 106 é referido a como um dispositivo de publicação. O dispositivo de comunicação 106 que recebe a mensagem saída a partir rede sensível ao tempo 109 é referido a como um dispositivo de escuta. Por exemplo, o primeiro dispositivo de comunicação 106A pode ser o dispositivo de publicação e o segundo dispositivo de comunicação 106B pode ser o dispositivo de escuta para uma determinada mensagem transmitido percurso a rede sensível ao tempo 109. Opcionalmente, os dispositivos de comunicação 106 podem ser capazes de funcionar como ambos um dispositivo de publicação e um dispositivo de escuta para permitir uma comunicação bi-direcional entre os dispositivos de comunicação 106 percurso a rede sensível ao tempo 109

[026] Opcionalmente, o primeiro e o segundo dispositivo de comunicação 106A, 106B (por exemplo, o dispositivo de publicação e o dispositivo de escuta) podem ser dispostos sobre o mesmo veículo. Alternativamente, o primeiro dispositivo de comunicação 106A está localizado sobre um primeiro veículo e o segundo dispositivo de comunicação 106B é remoto a partir do primeiro veículo (embora conectado ao primeiro dispositivo de comunicação 106O percurso a rede sensível ao tempo 109). Por exemplo, o segundo dispositivo de comunicação 106B pode ser disposto a bordo de um segundo veículo diferente daquele do primeiro veículo de comunicação 106A. Em outro exemplo, o segundo dispositivo de comunicação 106B pode ser disposto e uma localização não embarcada, tal como um dispositivo de passagem ou similares. Embora apenas dois dispositivos de comunicação 106 sejam mostrados na Figura 2, a rede sensível ao tempo 109 pode permitir mais do que dois dispositivos de comunicação 106 (por exemplo, dúzias, centenas, ou milhares) para uma comunicação confiável entre uns e outros.

[027] O sistema de controle de rede 107 inclui um dispositivo programador com reconhecimento de hora 102, um dispositivo configurador de rede centralizado 108, e um dispositivo de relógio mestre 110. O dispositivo programador 102 gera um planejamento que instrui cada uma das interfaces de um nodo 105 para transmitir suporte de dados de Ethernet ao longo de um percurso predefinido 120 em um tempo pré planejado, criando fluxos de tráfego determinístico ao passo que compartilhando a mesma mídia com tráfego de Ethernet legado com melhor esforço. A rede sensível ao tempo 109 foi desenvolvida para suportar aplicações duras em tempo real onde a liberação dos suportes de tráfego de tempo crítico deve atender planejamentos apertados sem causar ou sofrer falhas, particularmente nos sistemas de controle industriais essenciais para a vida. O dispositivo programador 102 computa o planejamento, e o planejamento é instalado em cada um dos nodos 105 na rede sensível ao tempo 109. Esse planejamento dita quando tipos diferentes ou classificação de sinais são comunicados por intermédio dos interruptores 104 dos nodos 105. Por exemplo, o planejamento pode ditar que um determinado interruptor 104 transmita uma mensagem de tempo crítico em um primeiro intervalo de tempo, e o interruptor 104 e o interruptor 104 transmita uma mensagem de melhor esforço em um segundo momento ou intervalo de tempo diferente. O suporte também pode ditar janelas de tempo de chegada ou períodos dentro dos quais os suportes de dados são requeridos para ser recebido em um dispositivo de escuta designado, tal como o dispositivo de comunicação 106B, por exemplo.

[028] O dispositivo programador 102 pode resolver um sistema de equações de planejamento para criar o planejamento para os interruptores 104 dos nodos 105 para enviar suportes de Ethernet de uma maneira sensível ao tempo através da rede sensível ao tempo 109. Este planejamento pode ser sujeito a várias restrições, tais como a topologia da rede 109, a velocidade da comunicação por intermédio da e/ou entre os interruptores 104 na rede 109, a quantidade de suportes de Ethernet a serem comunicados através de interruptores diferentes 104, etc. Esse planejamento pode ser criado para evitar dois ou mais suportes de Ethernet colidindo uns com os outros em um interruptor 104 (por exemplo, para prevenir múltiplos suportes sendo comunicados através do mesmo interruptor 104 ao mesmo tempo).

[029] O dispositivo programador 102 pode ser formado a partir de um circuito de hardware que é conectado com e/ou inclui um ou mais processadores que geram o planejamento para a rede sensível ao tempo 109. O um ou mais processadores do dispositivo programador 102 podem ser dispostos no interruptor 104 de um simples nodo 105, podem ser distribuídos entre os interruptores 104 de múltiplos nodos 105, ou podem ser separados e discretos a partir dos nodos 105. O dispositivo programador 102 é sincronizado com o dispositivo de relógio mestre 110 do sistema de controle 107. O dispositivo de relógio mestre 110 inclui um relógio pelo qual os relógios 112 dos nodos 105 são sincronizados.

[030] O dispositivo configurador de rede centralizado 108 (aqui referido a como dispositivo configurador 108) do sistema de controle 107 é compreendido de software e/ou hardware que tem o conhecimento da topologia física da rede sensível ao tempo 109, assim como dos percursos de fluxo de tráfego 120. O dispositivo configurador 108 pode ser formado a partir de circuito de hardware que é conectado com e/ou inclui um ou mais processadores que determinam ou de outra forma obtém a informação de topologia a partir dos nodos 105 e/ou da entrada de um usuário.

[031] A topologia física da rede sensível ao tempo 109 mapeia o hardware da rede 109, incluindo as localizações (por exemplo, as localizações absolutas e/ou relativas) de todos os nodos 105, dos dispositivos de comunicação 106, e dos enlaces 103 que conectam os nodos 105 e os dispositivos de comunicação 106. A topologia também pode identificar quais dos nodos 105 estão diretamente acoplados com outros nodos 105 e/ou com os dispositivos de comunicação 106 percurso enlaces 103. As localizações dos componentes de hardware podem ser usados para determinar as distâncias entre os componentes de hardware, os quais podem ser utilizados por intermédio do dispositivo configurador 108 quando do estabelecimento de percursos de fluxo redundante que são (esperadas que sejam)capazes de transmitir suportes de dados dentro de janelas de tempo designados de acordo com o planejamento. A topologia física também pode incluir informação adicional acerca do hardware dentro da rede 109, tal como o tipo de hardware (por exemplo, número de partes), a idade operacional do hardware (por exemplo, por quanto tempo um determinado interruptor 104 vem sendo operado na corrente rede sensível ao tempo 109 e quaisquer redes anteriores), valores de tempo médio antes de falha proporcionado pelo fabricante (MTBF) ou estimativas para o hardware, instruções para a comunicação com os vários nodos 105 e outro hardware e similares.

[032] A informação de topologia pode ser armazenada em um banco de dados e acessada por intermédio do dispositivo configurador 108. Alternativamente, o dispositivo configurador 108 pode gerar a informação de topologia por intermédio da comunicação com os nodos 105 na rede 109 para determinar os tipos e as localizações (relativa ou absoluta) dos nodos 105. O dispositivo configurador 108 pode proporcionar essa informação de topologia para o dispositivo programador 102, o qual usa a informação de topologia para determinar os planejamentos para a comunicação de mensagens entre os dispositivos de comunicação 106. O dispositivo configurador 108 e/ou o dispositivo programador 102 podem comunicar o planejamento para os diferentes nodos 105. O dispositivo configurador 108 também usa a informação de topologia para desempenhar uma análise de confiabilidade na rede sensível ao tempo 109, conforme é aqui descrito.

[033] O circuito de hardware e/ou os processadores do dispositivo configurador 108 podem ser pelo menos parcialmente compartilhados com o circuito de hardware e/ou com os processadores do dispositivo programador 102. Por exemplo, um ou mais processadores e circuitos associados podem ser configurados para desempenhar as operações de ambos o dispositivo configurador 108 e o dispositivo programador 102 conforme é aqui descrito. Alternativamente, o um ou mais processadores do dispositivo configurador 108 são todos discretos e separados a partir do um ou mais processadores do dispositivo programador 102. Em ainda outra realização, um subconjunto de processadores do dispositivo configurador 108 é compartilhado em comum com o dispositivo programador 102 e/ou um subconjunto de processadores do dispositivo programador 102 é compartilhado em comum com o dispositivo configurador 108.

[034] O sistema de controle 107 (por exemplo, o dispositivo programador 102) pode comunicar com os nodos com reconhecimento de tempo 105 (por exemplo, os interruptores 104 com os respectivos relógios 112) através de um protocolo de gerenciamento de rede. Por exemplo, um protocolo de descoberta de camada de enlace pode ser usado para trocar informação entre o dispositivo programador 102 e os nodos

105. Os nodos 105 podem implementar um elemento de plano de controle que envia os comandos a partir do dispositivo programador 102 para o seu respectivo hardware. O dispositivo configurador 108 pode sondar os nodos 105 e os dispositivos de comunicação 106 para recuperar e resgatar informação de topologia da rede sensível ao tempo 109 percurso o protocolo de gerenciamento de rede.

[035] A Figura 3 ilustra a rede sensível ao tempo 109 da Figura 2 com múltiplos dispositivos de comunicação 106 e percursos de fluxo de tráfego 120 de forma de comunicação conectando os dispositivos de comunicação 106. O sistema de controle 107 do sistema de comunicação 100 (mostrado na Figura 2) é omitido na Figura 3.

Conforme é aqui acima descrito, dispositivos de comunicação plurais 106 (por exemplo, os dispositivos 106A, 106B, 106C na Figura 3) comunicam suportes de mensagens, uns com os outros, por um planejamento ditado por intermédio do dispositivo programador 102 (mostrado na Figura 2). Os suportes são enviados entre os dispositivos 106A-C ao longo dos percursos de fluxo de tráfego 120 que são definidas por intermédio dos enlaces 103 e dos nodos 105 (por exemplo, os nodos 105A-H, pode haver múltiplos percursos diferentes 120 entre cada um dos pares de três dispositivos de comunicação 106A-C.

[036] Por exemplo, suportes de dados podem ser transmitidos ao longo de múltiplos percursos 120 a partir do primeiro dispositivo de comunicação 106 A para o segundo dispositivo de comunicação 106B. O planejamento pode ditar que suportes representando mensagens de tempo crítico sejam trocadas ao longo de uma primeiro percurso 120 formada por intermédio dos nodos 105A, 105C (e dos enlaces 103 entre os nodos 105A, 105C e os dispositivos de comunicação 106 A, 106B). os percursos 120 podem ser referidas aqui por intermédio da identificação dos nodos 105 dentro dos percursos 120, sem uma referência específica os enlaces 103 dentro dos percursos 120 que conectam os nodos identificados 105 e os dispositivos de comunicação correspondentes 106. O planejamento pode ditar que suportes representando mensagens de melhor esforço sejam trocadas ao longo de uma segundo percurso diferentes 120 que não inclui qualquer uma das mesmos enlaces 103 ou nodos 105A, 105C como os da primeiro percurso 120, ou que inclui pelo menos um enlace diferente 103 ou nodo 105 a partir da primeiro percurso 120. Por exemplo, a segundo percurso 120 pode ser definida por intermédio dos nodos 105C, 105D, de tal maneira que o nodo 105C é uma parte de ambos a primeira e a segundo percurso 120. Alternativamente, a segundo percurso 120 pode ser definida por intermédio dos nodos 105D, 105G, de tal maneira que a segundo percurso 120 não tenha componente algum em comum com a primeiro percurso 120.

[037] Em pelo menos uma realização, o dispositivo configurador 108 está configurado para estabelecer ou para definir um ou mais percursos de fluxo de tráfego redundante 202 (aqui referido como percursos redundantes 202) através da rede sensível ao tempo 109 e aumentar a confiabilidade da rede 109. Por exemplo, o dispositivo configurador 108 pode manter o fluxo existente de suporte de dados através da rede 109 ao longo dos percursos designadas 120 de acordo com o planejamento, e pode estabelecer um percurso redundante 202 para desviar de um percurso correspondente 120 que é determinada para ter uma confiabilidade mais baixa do que outros percursos 120 na rede 109. o percurso correspondente 120 que é desviada é aqui referida como um percurso de baixa confiabilidade 204. Os suportes de dados que são trocados ao longo do percurso de baixa confiabilidade 204 de acordo com o planejamento podem ser transmitidos em paralelo ao longo do percurso redundante 202. A transmissão de suportes de dados ao longo de ambos o percurso de baixa confiabilidade 204 e o percurso redundante 202 aumenta a probabilidade de que suportes de dados sejam recebidos por intermédio do dispositivo de escuta dentro da estreita janela de tempo designada mandatada pelo planejamento. A um ou mais percursos redundantes 202 são estabelecidas para assegurar que os suportes sensíveis ao tempo sejam comunicados com sucesso entre os dispositivos 106 dentro dos limites de tempo designados. Por exemplo, se um suporte de dados transmitido ao longo do percurso de baixa confiabilidade 204 falha no que diz respeito a ser recebido no dispositivo de escuta dentro da janela de tempo planejada devido a uma falha de hardware ou algo similar, há a probabilidade de uma cópia duplicada do suporte de dados transmitido em paralelo ao longo do percurso redundante 202 serem recebida no dispositivo de escuta dentro da janela de tempo.

[038] É aqui observado e notado que o percurso de baixa confiabilidade 204 é um percurso de passagem de fluxo de comunicação funcionando apropriadamente que não falhou e que não é danificada ou disfuncional. o percurso 204 é aqui referida a como um percurso de baixa confiabilidade porque é calculado ou determinado que o percurso 204 tenha uma probabilidade maior de falhar em relação a uma ou mais outros percursos 120 na rede 109 ou em relação a um limite pré-ajustado não zerado. Por exemplo, um percurso 120 pode ser designada como um percurso de baixa confiabilidade 204 mesmo embora a probabilidade de falha é determinada como sendo bastante baixa, tal como, por exemplo, 0.00001%, contanto que a probabilidade seja maior que outros percursos 120 e/ou o limite pré ajustado. Essa probabilidade de falha, opcionalmente, pode ser referida a como um risco de comunicação ou um valor de risco de comunicação.

[039] Embora fluxos paralelos de tráfego utilizando percursos redundantes 202 aumentem a probabilidade de uma transmissão com sucesso de suportes de dados de acordo com o planejamento, pode não ser viável, prático e/ou ter custo-benefício definir um percurso redundante 202 para todas os percursos 120 na rede 109 devido a uma complexidade adicional, uma energia e processamento adicional requeridos, custos adicionais e/ou efeitos de latência. Em pelo menos uma realização, o dispositivo configurador 108 estabelece um número suficiente de percursos redundantes 202 para satisfazer um alvo de confiabilidade de rede designado (por exemplo, taxa de sucesso de comunicação de rede), mas não estabelece percursos redundantes adicionais 202 além daquilo que é necessário para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[040] Com o objetivo de determinar o número de percursos redundantes 202 a ser estabelecido na rede sensível ao tempo 109, e as localizações das mesmas, o dispositivo configurador 108 desempenha uma análise de confiabilidade no hardware na rede 109. A análise de confiabilidade inclui determinar a probabilidade de valores de falha para cada um dos percursos 120 dos múltiplos percursos 120 através da rede 109. A probabilidade de valor de falha indica quão confiável uma determinado percurso 120 é calculada para ser. A probabilidade de valor de falha indica quão provável um percurso 120 falhará no que diz respeito a liberação de um suporte de dados para um dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designado de acordo com o planejamento. As comunicação de Ethernet são geralmente confiáveis, mas uma falha pode ocorrer em vários cenários. Por exemplo, uma falha pode ocorrer se o hardware ao longo do percurso 120 tem um funcionamento defeituoso, tal como a quebra ou a desenlace de um cabo que define um enlace 103 a partir de um interruptor 104. A falha também pode ocorrer se, devido à interferência ou atraso, dois suportes de dados colidem ao longo da mesmo percurso 120.

[041] A probabilidade de valores de falha é determinada, pelo menos em parte, no que diz respeito a topologia da rede 109 pelo fato do dispositivo configurador 108 identificar o número e o tipo de componentes de hardware em cada um dos percursos 120.

Por exemplo, percursos 120 mais longas podem ter uma probabilidade de falha maior que percursos 120 mais curtas incluindo os mesmos tipos de componentes por causa do fator que há mais componentes que têm que funcionar apropriadamente para transmitir com sucesso um suporte de dados dentro de um planejamento. Os tipos de componentes de hardware (por exemplo, enlaces 103, nodos 105 e interruptores 104 dos mesmos, etc.) nos percursos 120 também podem ser utilizados para calcular a probabilidade de valores de falha. Por exemplo, alguns dispositivos de hardware podem ser fabricados com melhor qualidade e com um desempenho mais confiável do que outros tipos de dispositivos. A fabricação pode proporcionar indicadores quantitativos de confiabilidade com os componentes. Por exemplo, um fabricante pode etiquetar um dispositivo de hardware com um valor de tempo médio antes de falha (MTBF), o qual é basicamente uma taxa de falha associada com o dispositivo. Em um exemplo não limitante, o valor de MTBF pode ter como base o tempo de operação. Um interruptor 104 pode ter um valor de MTBF de 10 anos, indicando que o interruptor seja improvável de se tornar defeituoso dentro dos primeiros 10 anos de operação. Alternativamente, o valor de MTBF pode ter como base o número de comunicações transmitido, tal como um exemplo de valor de MTBF pode ser de vinte milhões de transmissões de dados com sucesso para cada falha. Os valores de MTBF podem ser estabelecidos por intermédio dos fabricantes e podem ser comunicados ao dispositivo configurador 108 usando o protocolo de descoberta de camada de enlace.

[042] Em uma realização, uma probabilidade de valor de falha para uma determinado percurso 120 é determinado por intermédio da identificação dos componentes de hardware no percurso 120 e então pela determinação dos valores de MTBF para cada um dos componentes de hardware com base no tipo de hardware e opcionalmente a idade operacional do hardware. Por exemplo, um interruptor novo 104 com menos do que um ano de operação pode ter uma probabilidade mais baixa de falha do que o mesmo tipo de interruptor 104 com oito anos de operação, devido à degradação de material ou algo similar. Sabe-se que os valores de MTBF podem ser específicos para os subcomponentes dentro de um nodo 105, tal como portais, interruptores elétricos, e similares.

[043] Uma vez que o dispositivo configurador 108 determina os valores de MTBF para os componentes de hardware |(por exemplo, enlaces 103 e nodos 105) que definem uma determinado percurso 120, o dispositivo configurador 108 pode calcular uma simples probabilidade de valor de falha para o percurso 120 com base nos múltiplos valores de MTBF. Por exemplo, o dispositivo configurador 108 pode desempenhar uma redução em série que combina os valores de MTBF para os componentes ligados em série. A redução em série é responsável pelo número de componentes do percurso 120.

O dispositivo configurador 108 pode desempenhar a mesma operação em todas os percursos 120 na rede 109 para determinar a probabilidade de valores de falha.

Reconhece-se que muitos percursos 120 têm pelo menos um componente de hardware comum com pelo menos outro percurso 120. Por causa do fator que as comunicações de Ethernet são geralmente confiáveis, a probabilidade de valores de falha para os percursos 120 na rede sensível ao tempo 109 pode ser bem baixa, tal como 10-6%, 10-8%, ou 10- 10%.

[044] Depois da determinação da confiabilidade dos percursos individuais 120 por intermédio do cálculo da probabilidade de valores de falha, o dispositivo configurador 108 configura a rede sensível ao tempo 109 para definir ou para estabelecer pelo menos um percurso redundante 202 com o propósito de aperfeiçoar e intensificar a confiabilidade na rede 109. Em primeiro lugar, o dispositivo configurador 108 identifica um ou mais percursos de baixa confiabilidade 204 com base nas probabilidades de valores de falha. os percursos de baixa confiabilidade 204 têm uma maior probabilidade de valores de falha do que uma ou mais das outros percursos 120 na rede 109, e, portanto, são mais suscetíveis a falha. os percursos de baixa confiabilidade 204 podem ser selecionados por intermédio da escolha de um número designado dos percursos 120 tendo a maior probabilidade calculada de valores de falha. O número designado de percursos de baixa confiabilidade 204 pode ser pré-selecionado por operador tal como dois, três ou cinco, ou pode ser calculado com base em um alvo de confiabilidade de rede, conforme é aqui descrito. Alternativamente, os percursos de baixa confiabilidade 204 podem ser selecionadas com base em um limite designado, tal como qualquer percurso 120 tendo uma probabilidade de valor de falha maior que o limite é etiquetado como um percurso de baixa confiabilidade 204. O limite pode ser selecionado por operador, estabelecida por padrão, ou algo similar.

[045] Em uma realização, o dispositivo configurador 108 obtém um alvo de confiabilidade de rede que representa uma taxa de sucesso de comunicação de rede designado. Por exemplo, o alvo de confiabilidade de rede designa um nível limite de confiabilidade por toda a rede sensível ao tempo 109. Em um exemplo não limitante, o alvo de confiabilidade de rede pode ser 99,999999%. Sabe-se que as taxas de sucesso podem ser convertidas a taxas de falha por intermédio da subtração da taxa de sucesso a partir de 1,0. Portanto, o alvo de confiabilidade de rede também pode se referir a uma taxa de falha de comunicação de rede designada, tal como 0,000001%. O alvo de confiabilidade de rede pode ser selecionado por operador ou pode ser estabelecida por padrão. O dispositivo configurador 108 utiliza o alvo de confiabilidade de rede como uma restrição quando da configuração da rede sensível ao tempo 109 para definir pelo menos um percurso redundante 202. Por exemplo, o dispositivo configurador 108 define um número suficiente de percursos redundantes 202 para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[046] Antes de definir os percursos redundantes 202, o dispositivo configurador 108 pode calcular a confiabilidade de rede corrente da rede sensível ao tempo 109 por intermédio do desempenho de uma redução em série-paralela sobre toda a topologia da rede 109 com base nos valores de probabilidade de falha associados com os componentes de hardware individuais. A redução sem série-paralela produz uma simples probabilidade de valor de falha (por exemplo, um simples valor de confiabilidade de rede) para toda a rede 109. Se o valor de confiabilidade para a rede existente 109 satisfaz o alvo de confiabilidade, então o dispositivo configurador 108 pode usar a configuração de rede corrente sem definir qualquer percurso redundante 202. Se o valor de confiabilidade para a rede existente 109 sem os percursos redundantes 202 falhar no que diz respeito a satisfazer o alvo de confiabilidade de rede, então o dispositivo configurador 108 define um ou mais percursos redundantes 202 para intensificar a confiabilidade de rede.

[047] O um ou mais percursos redundantes 202 são definidos para desviar dos percursos de confiabilidade baixa correspondentes 204. Para definir um percurso redundante 202, em primeiro lugar o dispositivo configurador 108 identifica a localização de um percurso de baixa confiabilidade 204 na rede 109. Por exemplo, com referência a Figura 3, um percurso de baixa confiabilidade 204 entre os dispositivos de comunicação 106B, 106C pode ser o percurso 120 definida ao longo dos nodos 105B, 105F. A linha de baixa confiabilidade 204 pode ser selecionada por causa do fator que é determinada a ter a maior probabilidade de valor da falha fora dos percursos existentes 120 na rede 109. o percurso redundante 202 é definida como um percurso que tem pelo menos um componente de hardware diferente (por exemplo, um enlace 103 ou um nodo 105) a partir do percurso de baixa confiabilidade 204. Na realização ilustrada, a linha redundante 202 é definida ou é estabelecida ao longo do percurso 120 através dos nodos 105D, 105E.

[048] De acordo com pelo menos uma realização, o percurso redundante

202 é selecionada por intermédio do dispositivo configurador 108 como um percurso que é viável de acordo com várias restrições, tais como uma determinada topologia, uma latência de fluxo requerida, tamanhos de suportes e/ou similares. Por exemplo, o percurso redundante 202 tem que ser capaz de transmitir os suportes de dados para o dispositivo de escuta dentro das curtas janelas de tempo planejadas de acordo com o planejamento da rede sensível ao tempo 109. O dispositivo configurador 108 pode levar em consideração o número de componentes de hardware em um percurso 120 e o comprimento total de um percurso 120 quando da determinação se o percurso 120 deve ser usada como um percurso redundante 202. Por exemplo, os percursos 120 tendo comprimentos maiores e/ou mais nodos 105 (por exemplo, qual portal de suporte de dados) do que outros percursos 120 pode não ser capaz de transmitir os suportes de dados para um dispositivo de escuta de destino tão oportunamente quanto às outros percursos

120.

[049] Ainda mais, o planejamento pode ditar os tempos nos quais os interruptores 104 dos nodos 105 ao longo do portal do percurso selecionada (por exemplo, transmissão em bloco) e transmitir os suportes de dados. Com base no tráfego (por exemplo, outros suportes de dados) direcionado através de um nodo 105 ao longo de um percurso candidata 120, o nodo 105 pode não ser capaz de bloquear e de transmitir um suporte de dados duplicado de acordo com os tempos exatos ditados por intermédio do planejamento. Seja devido ao comprimento do percurso, tráfego congestionado no nodo 105, ou similares, os percursos candidatas 120 que não são capazes de transmitir os suportes de dados duplicados para o dispositivo de escuta de destino dentro das curtas janelas de tempo do planejamento, não são selecionadas como percursos redundantes 202 por intermédio do dispositivo configurador 108. Por causa do fator que a rede sensível ao tempo 109 ser usada para transmitir e comunicar mensagens de tempo crítico, os percursos redundantes 202 são definidos com a expectativa que os percursos redundantes 202 são capazes de satisfazer o planejamento de rede. O dispositivo configurador 108 pode se referir ao planejamento quando da definição dos percursos redundantes 202.

[050] Por exemplo, a rede sensível ao tempo 109 pode diferir a partir das típicas redes de Ethernet que transmitem suportes de dados ao longo de vários percursos de dados através da rede para chegar a um determinado destino em um suporte de tempo com melhor esforço, de tal maneira que não haja uma janela de tempo planejada na qual um suporte de dados seja requerido para ser liberado. Adicionalmente, para estabelecer uma curta janela de tempo para a liberação de cada um dos suportes de dados em um respectivo dispositivo de escuta, o planejamento da rede sensível ao tempo 109 também pode especificar o percurso exata 120 que o suporte de dados é transmitido através da rede 109. Por exemplo, um simples suporte de dados representativo de pelo menos uma porção de uma mensagem de tempo crítico pode ser transmitido ao longo de apenas um percurso específica 120, a não ser que o percurso 120 seja designada como um percurso de baixa confiabilidade 204 de tal maneira que uma cópia duplicada do suporte de dados seja transmitida em paralelo ao longo de uma simples e específico percurso redundante

202. As restrições aplicadas sobre os fluxos de tráfego dos suportes de dados através da rede sensível ao tempo 109 podem ser mais rigorosas do que as típicas redes de Ethernet.

[051] Se o dispositivo configurador 108 não for capaz de utilizar os percursos existentes 120 dentro da rede 109 como os percursos redundantes 202 para desviar de uma determinado percurso de baixa confiabilidade 204 com base na inabilidade dos percursos 120 em satisfazer as restrições de planejamento, o dispositivo configurador 108 pode gerar uma mensagem de instrução configurada para solicitar que um operador ou uma máquina instale um enlace adicional 103 e/ou um nodo adicional 105 dentro da rede sensível ao tempo 109. Por exemplo, pode ser determinado que o nodo 105F tenha um valor de falha com uma relativamente alta probabilidade, mas nenhumo percurso 120 existente possa satisfazer as restrições de utilização como um percurso redundante 202 para desviar do percurso de baixa confiabilidade 204 que estende através dos nodos 105B, 105F. Em resposta, o dispositivo configurador 108 pode gerar uma mensagem de instrução que solicita a um operador ou uma máquina para instalar hardware adicional para criar uma novo percurso 120 que possa funcionar como um percurso redundante 202.

Por exemplo, a novo percurso 120 pode ser formada por intermédio da instalação de uma novo enlace 103 a partir do dispositivo de comunicação 106C diretamente para o nodo 105B para desviar do nodo não confiável 105F. Opcionalmente, um novo nodo 105 pode ser instalado adicionalmente a pelo menos uma novo enlace 103.

[052] Opcionalmente, os percursos redundantes 202só podem ser definidos para desviar dos percursos de baixa confiabilidade 204 que são usados para trocar mensagens de tempo crítico. Por exemplo, se o percurso 120 determinada para ter a maior probabilidade de falha dentro da rede 109 é planejada para apenas trocar mensagens de melhor esforço entre os dispositivos de comunicação 106, então o dispositivo configurador 108 não define um percurso redundante 202 para desviar desto percurso de baixa confiabilidade 204. Se, por outro lado, esto percurso de baixa confiabilidade 204 é planejada para trocar mensagens de tempo crítico (com ou sem também trocar mensagens de melhor esforço), então o dispositivo configurador 108 define um percurso redundante 202 para desviar desto percurso de baixa confiabilidade 204. Por exemplo, o dispositivo configurador pode assegurar que as mensagens de tempo crítico cheguem a tempo, e não as mensagens de melhor esforço. Em uma realização alternativa, o dispositivo configurador 108 pode ser configurado para definir percursos redundantes 202 para desviar de um percurso de baixa confiabilidade 204 independente do tipo de mensagens trocadas ao longo do percurso 204.

[053] Em uma realização, o dispositivo configurador 108 define ou estabelece um número suficiente de percursos redundantes 202 dentro da rede 109 para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede. Por exemplo, quando da definição de uma primeiro percurso redundante 202 acerca de uma primeiro percurso de baixa confiabilidade 204, o dispositivo configurador 108 pode desempenhar uma redução em série-paralela por toda a rede para calcular a confiabilidade corrente da rede. Por intermédio da adição da primeiro percurso redundante 202 para transmitir dados duplicados em paralelo com o percurso de baixa confiabilidade 204, a redução em série-paralela indica que a confiabilidade da rede é maior com a primeiro percurso redundante 202 do que sem a primeiro percurso redundante 202. O dispositivo configurador 108 compara a confiabilidade corrente da rede ao alvo de confiabilidade da rede. Se a confiabilidade corrente da re4de satisfaz o alvo de confiabilidade da rede, então o dispositivo configurador 108 não define quaisquer percursos redundantes adicionais 202, algo que vantajosamente evita uma complexidade adicional, requerimento de processamentos adicionais, uso de energia e custos associados com o fator de ter percursos de fluxo de tráfego redundante múltiplas. Mas se a confiabilidade corrente da rede ainda se encontra abaixo do alvo de confiabilidade de rede, então o dispositivo configurador 108 define uma segundo percurso redundante 202 para desviar da segundo percurso de baixa confiabilidade 204 na rede 109. Por exemplo, o dispositivo configurador 108 pode ser configurado para definir um número suficiente de percursos redundantes 202 para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede, mas não mais do que o número requerido para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[054] Depois da configuração da rede sensível ao tempo 109 para definir um ou mais percursos de fluxos redundantes 202, a rede sensível ao tempo 109 é operada para transmitir mensagens sensíveis ao tempo entre os dispositivos de comunicação 106 (por exemplo, os dispositivos 106A-C). Por exemplo, um suporte de dados de uma mensagem de tempo crítico que é planejada para ser transmitida a partir do dispositivo de comunicação 106B para o dispositivo de comunicação 106C ao longo do percurso de confiabilidade baixa 204 através dos nodos 105B, 105F é copiado ou é duplicado de tal maneira que um suporte de dados duplicado é transmitido em paralelo ao longo do percurso redundante 202 através dos nodos 105D, 105E. O suporte de dados pode ser duplicado e um dispositivo que é compartilhado por intermédio de ambos os percursos 202, 204. Na realização ilustrada, o suporte de dados é duplicado no dispositivo de comunicação de publicação 106B. Em outra realização, um nodo 105 no qual um percurso redundante 202 se separada a partir de um percurso de baixa confiabilidade 204 duplica o suporte de dados e transmite as cópias duplicadas do suporte de dados ao longo de duos percursos diferentes 202, 204. As cópias duplicadas do suporte de dados podem ser mescladas em um dispositivo que é compartilhado por intermédio de ambos os percursos 202, 204. Na realização ilustrada, as cópias duplicadas podem ser mescladas no dispositivo de comunicação de escuta 106C. Em outra realização, um nodo 105 no qual uma linha redundante 202 é mesclada com um percurso de baixa confiabilidade 204 pode mesclar ou combinar as cópias duplicadas do suporte de dados de ta maneira que uma simples cópia do suporte de dados é transmitida ao longo do restante do percurso 120 para o dispositivo de escuta designado.

[055] Opcionalmente, apenas os suportes de dados de mensagens de tempo crítico são duplicados e transmitidos em paralelo ao longo de ambos um percurso de baixa confiabilidade 204 e um percurso redundante 202. Os suportes de dados representando mensagens de melhor esforço não podem ser duplicados e podem ser trocados ao longo de uma simples percurso 120. Por exemplo, um suporte de dados representando uma mensagem de melhor esforço transmitida ao longo do percurso de baixa confiabilidade 204 através dos nodos 105B, 105F não pode ser duplicado de tal maneira que uma cópia do suporte de dados é transmitida em paralelo ao longo do percurso redundante 202 através dos nodos 105D, 105E. Alternativamente, até os suportes de dados de melhor esforço planejados para a transmissão ao longo de percursos de baixa confiabilidade 204 são duplicados e transmitidos em paralelo ao longo do percurso redundante 202.

[056] Durante a operação da rede sensível ao tempo 109, o dispositivo configurador 108 pode re-configurar ou atualizar os percursos redundantes 202 para acomodar mudanças de redundância dinâmicas. Por exemplo, os dispositivos de hardware de rede, tais como os nodos 105, podem, periodicamente (ou quando de um comando) reportar a probabilidade atualizada respectiva de valores de falha (por exemplo, confiabilidade métrica) para o dispositivo configurador 108 e/ou para o dispositivo programador 102 percurso um protocolo de rede baseado em padrões. O relatório pode ser dinâmico, de tal maneira que um determinado nodo 105 pode reportar que acabou de passar por uma falha.Em resposta, o dispositivo configurador 108 pode configurar a rede sensível ao tempo 109 com base na probabilidade atualizada de valores de falha, para modificar os percursos redundantes existentes 202 e/ou para adicionar um percurso redundante adicional 202. os percursos redundantes 202 podem ser atualizados para manter o alvo de confiabilidade de rede designado. Opcionalmente, outra resposta pode ser para o dispositivo programador 102 gerar um planejamento atualizado com base na confiabilidade métrica atualizada. Por exemplo, o planejamento atualizado pode ditar que apenas as mensagens de melhor esforço (e não as mensagens de tempo crítico) sejam comunicadas ao longo dos percursos 120 definidos em parte por intermédio do nodo 105 que sofreu aquela falha.

[057] A Figura 4 ilustra um fluxograma de uma realização de um método 300 para comunicações, e mais especificamente para comunicar de uma maneira confiável mensagens em uma rede sensível ao tempo. O método 300 pode representar operações desempenhadas por intermédio do sistema de controle 107 (por exemplo, por intermédio do dispositivo configurador 108 e/ou dispositivo programador 102) do sistema de comunicação 100. No número 302, uma probabilidade de valor de falha é determinada para cada um dos percursos de múltiplos percursos 120 dentro de uma rede sensível ao tempo 109. Os múltiplos percursos 120 são definidos por intermédio de múltiplos nodos 105 e enlaces 103 que conectam de uma forma de comunicação os nodos 105 e os dispositivos de comunicação 106 que enviam e que recebem (por exemplo, publicam e escutam) mensagens sensíveis ao tempo ao longo da rede 109.

[058] No número 304, é obtido um alvo de confiabilidade de rede que representa uma taxa de sucesso de comunicação em uma rede designada. No número 306, a rede sensível ao tempo 109 está configurada com base na probabilidade de valores de falha para definir um percurso redundante 202 dos percursos 120 que desviam de um percurso de confiabilidade baixa 204 correspondente dos percursos 120. o percurso de baixa confiabilidade 204 tem uma probabilidade maior de valor de falha do que uma ou mais dos outros percursos 120 na rede sensível ao tempo 109. o percurso redundante 202 inclui pelo menos um enlace 103 ou um nodo 105 diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade 204. A configuração da rede sensível ao tempo 109 pode envolver a definição de mais do que um percurso redundante 202 na rede sensível ao tempo 109 para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[059] Por exemplo, no número 308, é determinado se a configuração corrente da rede 109 (por exemplo, tendo apenas uma primeiro percurso redundante 202, satisfaz o alvo de confiabilidade de rede. Se for o caso, o método 300 procede para o número 312 e suportes de dados de Ethernet são comunicados através da rede 109 entre os dispositivos de comunicação 106 de acordo com um planejamento. Se não for o caso, então o método 300 procede para o número 310, e a rede 109 está configurada para definir outro percurso redundante 202 que derive de outro percurso de baixa confiabilidade 204.

Então o método 300 retorna para o número 308 para outra determinação se a configuração corrente da rede 109 (por exemplo, tendo agora duos percursos redundantes 202), satisfaz o alvo de confiabilidade de rede. O fluxograma procede para o número 312 uma vez que há um número suficiente de percursos redundantes 202 para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[060] No número 312, durante a operação da rede sensível ao tempo 109, as cópias duplicadas de um suporte de dados são comunicadas em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante 202 e o percurso de baixa confiabilidade 204 para intensificar uma probabilidade de que o suporte de dados seja recebido em um dispositivo de escuta a partir de um dispositivo de publicação dentro de uma janela de tempo designado de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo 109. O suporte de dados pode representar uma mensagem de tempo crítico.

[061] No número 314, é determinado se a informação de confiabilidade de componente atualizado é recebida. A informação de confiabilidade do componente pode ser informação de confiabilidade relacionada aos nodos 105 e/ou os enlaces 103. Se nenhuma informação de confiabilidade de componente atualizada é recebida (ou a informação de confiabilidade é recebida, mas se encontra dentro de uma taxa limite da informação de confiabilidade atualizada), o fluxo retorna para o número 312 e a rede sensível ao tempo 109 continua a operar para transmitir mensagens de tempo crítico e mensagens de melhor esforço conforme o planejamento. Por outro lado, se a informação de confiabilidade de componente atualizada é realmente recebida (e se encontra fora de uma taxa limite a partir da informação de confiabilidade corrente), então o fluxo procede para o número 316.

[062] No número 316, um valor de probabilidade de falha atualizado é determinado para cada uma dos múltiplos percursos 120 (subsequente a comunicação das cópias duplicadas do suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante 202 e o percurso de baixa confiabilidade 204 de acordo com o planejamento, de acordo com a etapa 312). A rede sensível ao tempo 109 é re configurada com base nos valores de probabilidade de falha atualizados para modificar os percursos redundantes 202 e/ou para adicionar um ou mais percursos redundantes adicionais 202 para manter o alvo de confiabilidade de rede.

[063] Em uma realização, um sistema de comunicação inclui um ou mais processadores configurados para determinar um valor de risco de comunicação para cada um dos percursos dos múltiplos percursos entre os nodos e os enlaces entre os nodos dentro de uma rede sensível ao tempo. O um ou mais processadores também estão configurados para determinar que pelo menos um dos percursos é um percurso de baixa confiabilidade devido o percurso de baixa confiabilidade ter um valor de risco de comunicação de um ou mais percursos na rede sensível ao tempo. O um ou mais processadores também estão configurados para estabelecer um percurso redundante dos percursos que desviam do percurso de baixa confiabilidade de tal maneira que o percurso redundante inclui pelo menos um enlace ou um nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade. O um ou mais processadores também estão configurados para controlar a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade entre um dispositivo de publicação e um dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designado de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

[064] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para selecionar um comprimento e uma localização do percurso redundante de tal maneira que o suporte de dados seja comunicado através do percurso redundante a partir do dispositivo de publicação para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada de acordo com o planejamento mesmo embora o percurso de baixa confiabilidade falhe no que diz respeito a comunicar o suporte de dados a partir do dispositivo de publicação para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada.

[065] Opcionalmente, o suporte de dados é um primeiro suporte de dados que é pelo menos uma parte de uma mensagem de tempo crítico da rede sensível ao tempo. O um ou mais processadores podem ser configurados para direcionar comunicação de um segundo suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de melhor esforço da rede sensível ao tempo ao longo de apenas um dos percursos na rede sensível ao tempo sem duplicar a comunicação do segundo suporte de dados ao longo de outro percurso na rede sensível ao tempo.

[066] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para determinar o valor de risco de comunicação para cada um dos dois ou mais percursos com base, pelo menos em parte, no número de nodos no percurso correspondente, num número de enlaces no percurso correspondente, e nos valores de falha antes do tempo médio predefinido (MTBF) associados com os nodos e com os enlaces no percurso correspondente.

[067] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para determinar um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. O um ou mais processadores podem ser configurados para estabelecer ambos o percurso redundante e pelo menos um percurso redundante adicional na rede sensível ao tempo de tal maneira que um valor de confiabilidade de rede medido satisfaça o alvo de confiabilidade de rede.

[068] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para calcular um número limite de percursos redundantes necessário para satisfazer um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. O um ou mais processadores podem ser configurados para estabelecer múltiplos casos de percurso redundante iguais ao número limite.

[069] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para estabelecer o percurso redundante por intermédio da geração de uma mensagem de instrução para instalar pelo menos uma das: um enlace adicional ou um nodo adicional dentro da rede sensível ao tempo.

[070] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para determinar um valor de risco de comunicação atualizado para dois ou mais dos múltiplos percursos subsequente a comunicação da cópia duplicada do suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade de acordo com o planejamento. O um ou mais processadores podem ser configurados para pelo menos um modificar o percurso redundante ou adicionar um percurso redundante adicional com base nos valores de risco de comunicação atualizados.

[071] Opcionalmente, o dispositivo de publicação está localizado a bordo de um primeiro veículo e o dispositivo de escuta está localizado, um ou mais, a bordo do primeiro veículo, a bordo de um segundo veículo diferente, ou em uma localização não embarcada. A rede sensível ao tempo está configurada para o uso quando da transmissão do suporte de dados em uma ou mais a bordo do primeiro veículo, entre o primeiro e o segundo veículo, ou entre o primeiro veículo e a localização não embarcada.

[072] Em uma realização, um método inclui determinar um valor de risco de comunicação para cada um dos percursos de múltiplos percursos entre os nodos e os enlaces entre os nodos dentro de uma rede sensível ao tempo, determinando que pelo menos um dos percursos é um percurso de baixa confiabilidade devido ao fator que o percurso de baixa confiabilidade tem um valor de risco de comunicação maior que uma ou mais outros percursos na rede sensível ao tempo, estabelecendo um percurso redundante dos percursos que desviam do percurso de baixa confiabilidade de tal maneira que o percurso redundante inclui pelo menos um enlace ou um nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade, e direcionando a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo do percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade entre um dispositivo de publicação e um dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

[073] Opcionalmente, o estabelecimento do percurso redundante inclui selecionar um comprimento e uma localização do percurso redundante de tal maneira que o suporte de dados é comunicado através do percurso redundante a partir do dispositivo de publicação para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada de acordo com o planejamento mesmo embora o percurso de baixa confiabilidade falhe no que diz respeito a comunicar o suporte de dados a partir do dispositivo de publicação para i dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada.

[074] Opcionalmente, o suporte de dados é um primeiro suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de tempo crítico da rede sensível ao tempo.

O método também pode incluir o direcionamento de comunicação de um segundo suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de melhor esforço da rede sensível ao tempo ao longo de apenas um dos percursos na rede sensível ao tempo sem duplicar a comunicação do segundo suporte de dados ao longo de outra dos percursos na rede sensível ao tempo.

[075] Opcionalmente, o valor de risco de comunicação é determinado para cada um dos dois ou mais do percursos com base, pelo menos em parte, em um número de nodos no percurso correspondente, num número de enlaces no percurso correspondente, e em valores de falha antes do tempo médio predefinido (MTBF) associados com os nodos e com os enlaces no percurso correspondente.

[076] Opcionalmente, o método também inclui a determinação de um alvo de confiabilidade de rede que representa uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. o percurso redundante e pelo menos um percurso redundante adicional podem ser estabelecidos na rede sensível ao tempo. o percurso redundante e a pelo menos um percurso redundante adicional podem ser estabelecidos de tal maneira que um valor de confiabilidade de rede medido satisfaça o alvo de confiabilidade de rede.

[077] Opcionalmente, o método também inclui a determinação de um número limite de percursos redundantes necessário para satisfazer um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. Múltiplos casos do percurso redundante que são iguais ao número limite podem ser estabelecidos. Por exemplo, cada um dos casos dos percursos redundantes pode outro percurso redundante diferente.

[078] Opcionalmente, o percurso redundante é estabelecida por intermédio da geração de uma mensagem de instrução para instalar pelo menos um dos: um enlace adicional ou um nodo adicional dentro da rede sensível ao tempo.

[079] Opcionalmente, o dispositivo de publicação está localizado a bordo de um primeiro veículo e o dispositivo de escuta está localizado, um ou mais, a bordo do primeiro veículo, a bordo de um segundo veículo diferente, ou em uma localização não embarcada. O direcionamento da rede sensível ao tempo para comunicar as cópias duplicadas do suporte de dados inclui a transmissão das cópias duplicadas, uma ou mais a bordo do primeiro veículo, entre o primeiro e o segundo veículo, ou entre o primeiro veículo e a localização não embarcada.

[080] Em uma realização, um sistema de comunicação inclui uma rede sensível ao tempo incluindo uma pluralidade de percursos de rede formados por intermédio de nodos interconectados por intermédio de enlaces de comunicação. Os nodos estão configurados para receber e para enviar suporte de dados de uma mensagem uns entre os outros, ao longo de enlaces de comunicação para comunicar a mensagem originária de um dispositivo de publicação para um ou mais dispositivos de escuta dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo. O sistema de comunicação também inclui um ou mais processadores configurados para determina valores de risco para dois ou mais dos percursos de rede dentro de uma rede sensível ao tempo que acopla de uma forma de comunicação, o dispositivo de publicação com o um ou mais dispositivos de escuta. O um ou mais processadores também estão configurados para comparar os valores de risco de comunicação dos percursos e para estabelecer um percurso redundante que acopla, de uma forma de comunicação, o dispositivo de publicação com o um ou mais dispositivos de escuta a partir de um ou mais dos nodos e dois ou mais enlaces de comunicação já existentes na rede sensível ao tempo com base nos valores de risco de comunicação que são comparados.

o percurso redundante é estabelecida para desviar de pelo menos outro percurso de rede dos percursos de rede entre o dispositivo de publicação e o um ou mais dispositivos de escuta. O um ou mais processadores also estão configurados para controlar a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de pelo menos um dos suportes de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e a pelo menos outro percurso de rede a partir do dispositivo de publicação para o um ou mais dispositivos de escuta dentro da janela de tempo designada do planejamento da rede sensível ao tempo.

[081] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para selecionar um comprimento e uma localização do percurso redundante de tal maneira que o pelo menos um suporte de dados seja comunicado através do percurso redundante a partir do dispositivo de publicação para o um ou mais dispositivos de escuta dentro da janela de tempo designada de acordo com o planejamento mesmo embora a pelo menos uma outro percurso de rede falhe de comunicar o suporte de dados a partir do dispositivo de publicação para o um ou mais dispositivos de escuta dentro da janela de tempo designada.

[082] Opcionalmente, o pelo menos um suporte de dados é um primeiro suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de tempo crítico da rede sensível ao tempo. O um ou mais processadores podem ser configurados para direcionar comunicação de um segundo suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de melhor esforço da rede sensível ao tempo ao longo de apenas um dos percursos de rede na rede sensível ao tempo sem duplicar a comunicação do segundo suporte de dados ao longo de qualquer outra dos percursos de rede em uma rede sensível ao tempo.

[083] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para determinar o valor de risco de comunicação para cada um dos dois ou mais percursos com base pelo menos em parte em um número dos nodos no percurso correspondente, em um número de enlaces no percurso correspondente, e em valores de falha antes do tempo médio predefinido (MTBF) associados com os nodos e com os enlaces no percurso correspondente.

[084] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para determinar um valor de risco de comunicação atualizado para dois ou mais percursos de rede subsequente a comunicação das cópias duplicadas do pelo menos um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e a pelo menos uma outro percurso de rede de acordo com o planejamento. O um ou mais processadores podem ser configurados para pelo menos um modificar o percurso redundante ou adicionar um percurso redundante adicional com base nos valores de risco de comunicação atualizados.

[085] Opcionalmente, o dispositivo de publicação está localizado a bordo de um primeiro veículo e o um ou mais dispositivos de escuta são dispostos um ou mais a bordo do primeiro veículo, a bordo de um segundo veículo diferente, ou em uma localização não embarcada. A rede sensível ao tempo está configurada para o uso quando da transmissão das cópias duplicadas, uma ou mais a bordo do primeiro veículo, entre o primeiro e o segundo veículo, ou entre o primeiro veículo e a localização não embarcada.

[086] Em uma ou mais realizações, é proporcionado um método (por exemplo, para comunicação de locomotivas) que inclui a determinação da probabilidade de valor de falha para cada um dos percursos dos múltiplos percursos dentro de uma rede sensível ao tempo a bordo de uma ou mais locomotivas de um sistema de veículo. Os múltiplos percursos são definidos por intermédio de múltiplos nodos e enlaces que conectam os nodos de uma forma de comunicação. O método inclui a configuração da rede sensível ao tempo com base na probabilidade de valores de falha para definir um percurso redundante dos percursos que desviam de um percurso de baixa confiabilidade dos percursos que tem uma probabilidade maior de valor de falha do que um ou mais das outros percursos na rede sensível ao tempo. o percurso redundante inclui pelo menos um enlace ou nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade. O método também inclui a comunicação de cópias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade para intensificar a probabilidade de que o suporte de dados seja recebido em um dispositivo de escuta a partir de um dispositivo de publicação dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

[087] Opcionalmente, um comprimento e uma localização do percurso redundante são selecionados para permitir com que o percurso redundante comunique o suporte de dados para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada de acordo com o planejamento.

[088] Opcionalmente, o suporte de dados que é comunicado ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade representa uma mensagem de tempo crítico dentro da rede sensível ao tempo. Opcionalmente, o método adicionalmente inclui a comunicação de outro suporte de dados que representa uma mensagem de melhor esforço ao longo de apenas um dos percurso na rede sensível ao tempo sem a duplicação do outro suporte de dados. A mensagem de melhor esforço tem uma prioridade mais baixa do que a mensagem de tempo crítico.

[089] Opcionalmente, o método adicionalmente inclui a geração das cópias duplicadas do suporte de dados em um primeiro nodo compartilhado dos nodos que fazem parte de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade.

Opcionalmente, o método adicionalmente inclui receber e mesclar as cópias duplicadas em um segundo nodo compartilhado dos nodos que fazem parte de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade.

[090] Opcionalmente, a probabilidade de valor de falha para cada um dos percursos é determinada com base pelo menos em parte no número dos nodos e dos enlaces no percurso e nos valores de falha antes do tempo médio predefinido (MTBF),

associados com os nodos e os enlaces no percurso.

[091] Opcionalmente, o método adicionalmente inclui a obtenção de um alvo de confiabilidade de rede representando uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. A configuração da rede sensível ao tempo inclui a definição do percurso redundante e de pelo menos um percurso redundante adicional na rede sensível ao tempo para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[092] Opcionalmente, o método adicionalmente inclui calcular um número limite de percursos redundantes necessárias para satisfazer um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. A rede sensível ao tempo está configurada por intermédio da definição de um número total de percursos redundantes na rede sensível ao tempo igual ao número limite.

[093] Opcionalmente, a configuração da rede sensível ao tempo para definir o percurso redundante inclui a geração de uma mensagem de instrução para instalar um enlace adicional e/ou um nodo adicional dentro da rede sensível ao tempo.

[094] Opcionalmente, o método adicionalmente inclui a determinação de um valor de probabilidade de falha atualizado para cada uma dos múltiplos percursos subsequente a comunicação das cópias duplicadas do suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade de acordo com o planejamento. O método também inclui a reconfiguração da rede sensível ao tempo com base nos valores de probabilidade de falha atualizado para modificar o percurso redundante e/ou adicionar um percurso redundante adicional.

[095] Em uma ou mais realizações, é proporcionado um sistema de comunicação de locomotivas que inclui um ou mais processadores a bordo de uma ou mais locomotivas de um sistema de veículo. O um ou mais processadores estão configurados para determinar uma probabilidade de valor de falha para cada um dos percursos dos múltiplos percursos dentro de uma rede sensível ao tempo a bordo do sistema de veículo. Os múltiplos percursos são definidos por intermédio de múltiplos nodos e enlaces que são conectados de uma forma de comunicação com os nodos. O um ou mais processadores estão configurados para estabelecer um percurso redundante dos percursos que desviam de um percurso de baixa confiabilidade dos percursos que têm uma maior probabilidade de valor de falha do que uma ou mais das outros percursos na rede sensível ao tempo. o percurso redundante inclui pelo menos um enlace ou um nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade. O um ou mais processadores também estão configurados para controlar a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade para intensificar a probabilidade de que o suporte de dados seja recebido em um dispositivo de escuta a partir de um dispositivo de publicação dentro de uma janela de tempo designada de acordo com o planejamento da rede sensível ao tempo.

[096] Opcionalmente, o um ou mais processadores selecionam um comprimento e uma localização do percurso redundante para permitir com que o percurso redundante comunique o suporte de dados para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada de acordo com o planejamento mesmo se o percurso de baixa confiabilidade falhe no que diz respeito a comunicar o suporte de dados para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada.

[097] Opcionalmente, o suporte de dados que é comunicado ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade representa uma mensagem de tempo crítico. O um ou mais processadores comunicam um segundo suporte de dados representando uma mensagem de melhor esforço ao longo de apenas um dos percursos na rede sensível ao tempo sem duplicar o segundo suporte de dados.

[098] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para determinar o valor de probabilidade de falha para cada um dos percursos com base, pelo menos em parte, no número de nodos e de enlaces no percurso correspondente e nos valores de falha antes do tempo médio pré-definido (MTBF) associados com os nodos e com os enlaces no percurso.

[099] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para receber um alvo de confiabilidade de rede que representa uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. O um ou mais processadores estabelecem ambos o percurso redundante e pelo menos um percurso redundante adicional na rede sensível ao tempo para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede.

[0100] Opcionalmente, o um ou mais processadores estão configurados para calcular um número limite de percursos redundantes necessárias para satisfazer um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada. O um ou mais processadores estabelecem um número total de percursos redundantes na rede sensível ao tempo igual ao número limite. Opcionalmente, o um ou mais processadores estabelecem o percurso redundante por intermédio da geração de uma mensagem de instrução para instalar um enlace adicional e/ou um nodo adicional dentro da rede sensível ao tempo.

[0101] Opcionalmente. O um ou mais processadores são adicionalmente configurados para determinar uma atualização de valor de probabilidade de falha para cada uma dos múltiplas redes subsequente a comunicação das cópias duplicadas do suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade de acordo com o planejamento. O um ou mais processadores modificam o percurso redundante e/ou adicionam um percurso redundante com base nos valores de probabilidade de falha atualizado.

[0102] Em uma ou mais realizações, é proporcionado um método (por exemplo, para comunicação de locomotivas) que inclui a determinação da probabilidade de valor de falha para cada um dos percursos dos múltiplos percursos dentro de uma rede sensível ao tempo a bordo de uma ou mais locomotivas de um sistema de veículo. Os múltiplos percursos são definidos por intermédio de múltiplos nodos e enlaces que conectam os nodos de uma forma de comunicação. O método inclui receber um alvo de confiabilidade de rede representando uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada, e estabelecer um ou mais percursos redundantes dos percursos para satisfazer o alvo de confiabilidade de rede. Cada um dos um ou mais percursos desviam de um percurso de baixa confiabilidade dos percursos que tem um maior valor de probabilidade de falha do que uma ou mais de outros percursos na rede sensível ao tempo.

Cada um dos um ou mais percursos redundantes inclui pelo menos um enlace ou um nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade correspondente. Cada um dos um ou mais percursos redundantes comunica um suporte de dados em paralelo com uma cópia duplicada do suporte de dados comunicado ao longo do percurso de baixa confiabilidade correspondente para intensificar a probabilidade de que o suporte de dados seja recebido em um dispositivo de escuta a partir de um dispositivo de publicação dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

[0103] Conforme é aqui usado, um elemento ou uma etapa recitada no singular e procedida com a palavra “um” ou “uma” deveria ser entendida como não excluindo o plural dos referidos elementos ou etapas, a não ser que tal exclusão seja explicitamente declarada. Ainda mais, as referências a “uma realização” da matéria em questão presentemente descrita não são intencionadas para serem interpretadas como algo excluindo a existência de realizações adicionais que também são incorporadas pelas características recitadas. Ainda mais, a não ser que explicitamente declarado o contrário, as realizações “compreendendo”, “incluindo”, e “tendo” um elemento ou uma pluralidade de elementos com uma propriedade em particular podem incluir tais elementos adicionais não tendo aquela propriedade.

[0104] Deve ser aqui entendido que a descrição aqui acima é intencionada para ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, as realizações aqui acima descritas (e os aspectos das mesmas), podem ser usadas em combinação, umas com as outras.

Adicionalmente, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou um material em particular aos ensinamentos da matéria em questão aqui estabelecida e mencionada sem partir a partir do seu escopo. Ao passo que as dimensões e os tipos de materiais aqui descritos são intencionados para definir os parâmetros da matéria em questão revelada, os mesmos não são de forma alguma limitantes e são exemplos de realizações. Muitas outras realizações serão aparentes para aqueles indivíduos com especialização ordinária na técnica quando da revisão da descrição e especificação aqui acima mencionada. O escopo da matéria em questão aqui descrita deveria, portanto, ser determinado com referência às reivindicações apensadas, em conjunto com o escopo total dos equivalentes aos quais tais reivindicações são intituladas. Nas reivindicações apensadas, os termos “incluindo” são usados nos equivalentes da pura língua Inglesa do termo “compreendendo”. Ainda mais, nas reivindicações aqui a seguir, os termos “primeiro”, “segundo”, e “terceiro”, etc. são usados meramente como etiquetas, e não são intencionados a impor requerimentos numéricos sobre seus objetos. Adicionalmente, as limitações das reivindicações aqui a seguir não são escritas em um formato de significado mais sua função e não são intencionadas para serem interpretadas com base no 35 U.S.C.

§ 112(f), a não ser que e até que tais limitações de reivindicação usem as frases “os meios para” seguido por uma declaração de função vazia de estrutura adicional.

Claims (23)

Reivindicações

1. Sistema de comunicação caracterizado pelo fato que compreende: um ou mais processadores configurados para determinar um valor de risco de comunicação para cada um dos percursos de múltiplos percursos entre nodos e enlaces entre nodos dentro de uma rede sensível ao tempo, o um ou mais processadores também configurados para determinar que pelo menos um dos percursos é um percurso de baixa confiabilidade devido ao percurso de baixa confiabilidade ter um valor de risco de comunicação maior que um ou mais de outros percursos na rede sensível ao tempo, em que o um ou mais processadores também estão configurados para estabelecer um percurso redundante dos percursos que desviam do percurso de baixa confiabilidade de tal maneira que o percurso redundante inclui pelo menos um enlace ou nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade, e em que o um ou mais processadores também estão configurados para controlar a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade entre um dispositivo de publicação e um dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

2. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para selecionar um comprimento e uma localização do percurso redundante de tal maneira que o suporte de dados é comunicado através do percurso redundante a partir do dispositivo de publicação para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada de acordo com o planejamento mesmo enquanto o percurso de baixa confiabilidade falha em comunicar o suporte de dados a partir do dispositivo de publicação para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada.

3. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o suporte de dados é um primeiro suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem em tempo crítico da rede sensível ao tempo, e em que o um ou mais processadores estão configurados para direcionar uma comunicação de um segundo suporte de tempo que é pelo menos parte de uma mensagem de melhor esforço da rede sensível ao tempo ao longo de apenas um dos percursos na rede sensível ao tempo sem duplicar a comunicação do segundo suporte de dados ao longo de outro percurso na rede sensível ao tempo.

4. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para determinar o valor de risco de comunicação para cada um dos dois ou mais percursos com base pelo menos em parte no número de nodos no percurso correspondente, um número dos enlaces no percurso correspondente, e valores de tempo médio predefinido antes da falha (mean time before failure = MTBF) associados com os nodos e os enlaces no percurso correspondente.

5. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para determinar um alvo de confiabilidade de rede que representa uma taxa de sucesso de comunicação de rede designada, e em que o um ou mais processadores estão configurados para estabelecer ambos o percurso redundante e pelo menos um percurso redundante adicional na rede sensível ao tempo de tal maneira que um valor de confiabilidade de rede medido satisfaça o alvo de confiabilidade de rede.

6. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para calcular um número limite de percursos redundantes necessários para satisfazer um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designado, e em que o um ou mais processadores estão configurados para estabelecer múltiplos casos do percurso redundante igual ao número limite.

7. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para estabelecer o percurso redundante por intermédio da geração de uma mensagem de instrução para a instalação de pelo menos um de um enlace adicional ou um nodo adicional dentro da rede sensível ao tempo.

8. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para determinar e atualizar o valor de risco de comunicação para dois ou mais múltiplos percursos subsequentes a comunicação das cópias duplicadas do suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade de acordo com o planejamento, e em que o um ou mais processadores estão configurados para que pelo menos um modifique o percurso redundante ou adicione um percurso redundante adicional com base nos valores de risco de comunicação atualizados.

9. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o dispositivo de publicação está localizado a bordo de um primeiro veículo e o um ou mais dispositivo de escuta está localizado a bordo do primeiro veículo ou a bordo de um segundo veículo diferente, ou em uma localização não embarcada de tal maneira que a rede sensível ao tempo é configurada para uso na transmissão do um ou mais suporte de dados a bordo do primeiro veículo, entre o primeiro e o segundo veículo, ou entre o primeiro veículo e a localização não embarcada.

10. Método para operação do sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que compreende: determinar um valor de risco de comunicação para cada um dos percursos dos múltiplos percursos entre os nodos e os enlaces entre os nodos dentro de uma rede sensível ao tempo; determinar que pelo menos um dos percursos é um percurso de baixa confiabilidade devido ao fato que o percurso de baixa confiabilidade tem um valor de risco de comunicação maior que um ou mais percursos na rede sensível ao tempo; estabelecer um percurso redundante dos percursos que desviam do percurso de baixa confiabilidade de tal maneira que o percurso redundante inclua pelo menos um enlace ou um nodo diferente a partir do percurso de baixa confiabilidade, e direcionar a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas de um suporte de dados em paralelo ao longo com ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade entre um dispositivo de publicação e um dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que o estabelecimento do percurso redundante inclui selecionar um comprimento e uma localização do percurso redundante de tal maneira que o suporte de dados é comunicado através do percurso redundante a partir do dispositivo de publicação para o dispositivo de escuta dentro de uma janela de tempo designada de acordo com o planejamento mesmo embora o percurso de baixa confiabilidade falhe em comunicar o suporte de dados a partir do dispositivo de publicação para o dispositivo de escuta dentro da janela de tempo designada.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que o suporte de dados é um primeiro suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de tempo crítico da rede sensível ao tempo, adicionalmente compreendendo: direcionar a comunicação de um segundo suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de melhor esforço da rede sensível ao tempo ao longo de apenas um dos percursos na rede sensível ao tempo sem duplicar a comunicação do segundo suporte de dados ao longo de outro percurso na rede sensível ao tempo.

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que o valor de risco de comunicação é determinado para cada um dos dois ou mais percursos com base pelo menos em parte no número de nodos no percurso correspondente, em um número dos enlaces no percurso correspondente, e em valores de tempo médio predefinido antes da falha (MTBF) associados com os nodos e os enlaces no percurso correspondente.

14. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende: determinar um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designado, em que estabelecer o percurso redundante também inclui estabelecer pelo menos um percurso redundante adicional na rede sensível ao tempo, em que o percurso redundante e o pelo menos um percurso redundante adicional são estabelecidos de tal maneira que um valor de confiabilidade de rede medido satisfaça o alvo de confiabilidade de rede.

15. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende: determinar um número limite de percursos redundantes necessários para satisfazer um alvo de confiabilidade de rede que represente uma taxa de sucesso de comunicação de rede designado, em que estabelecer o percurso redundante inclui estabelecer múltiplos casos do percurso redundante que sejam iguais ao número limite.

16. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que o percurso redundante é estabelecido por intermédio da geração de uma mensagem de instrução para instalar pelo menos um de um enlace adicional ou um nodo adicional dentro da rede.

17. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que o dispositivo de publicação está localizado a bordo de um primeiro veículo e o um ou mais dispositivo de escuta está localizado a bordo do primeiro veículo, a bordo de um segundo veículo diferente, ou em uma localização não embarcada de tal maneira que a rede sensível ao tempo comunique as copias duplicadas do suporte de dados inclua a transmissão das copias duplicadas um ou mais a bordo do primeiro veículo, entre o primeiro e o segundo veículo, ou entre o primeiro veículo e a localização não embarcada.

18. Sistema de comunicação caracterizado pelo fato que compreende: uma rede sensível ao tempo incluindo uma pluralidade de percursos de rede por nodos interconectados por enlaces, os nodos configurados para receber ou enviar suportes de dados de uma mensagem entre cada um dos mesmos ao longo de enlaces de comunicação para comunicar a mensagem originando de um dispositivo de publicação para um ou mais dispositivos de escuta dentro de uma janela de tempo designada de acordo com um planejamento da rede sensível ao tempo; um ou mais processadores configurados para determinar valores de risco de comunicação para dois ou mais percursos da rede dentro de uma rede sensível ao tempo que de uma forma comunicativa acopla o dispositivo de publicação com um ou mais dispositivos de escuta.

em que o um ou mais processadores também estão configurados para comparar os valores de risco de comunicação dos percursos e para estabelecer um percurso redundante que acople de uma forma comunicativa o dispositivo de publicação com um ou mais dispositivos de escuta a partir de um ou mais dos nodos e dois ou mais enlaces já existentes na rede sensível ao tempo com base nos valores de risco de comunicação que são comparados, em que o percurso redundante é estabelecida para desviar de pelo menos uma outro percurso de rede dos percursos de rede entre o dispositivo de publicação e o um ou mais dispositivos de escuta, e em que o um ou mais processadores também estão configurados para controlar a rede sensível ao tempo para comunicar cópias duplicadas do pelo menos um suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e a pelo menos uma outro percurso de rede a partir do dispositivo de publicação para o um ou mais dispositivos de escuta dentro da janela de tempo designada do planejamento da rede sensível ao tempo.

19. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 18,

caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para selecionar um comprimento e uma localização do percurso redundante de tal maneira que pelo menos um suporte de dados é comunicado através do percurso redundante a partir do dispositivo de publicação para o um ou mais dispositivos de escuta dentro da janela de tempo designada de acordo com o planejamento mesmo embora a pelo menos outro percurso de rede falhe em comunicar o suporte de dados a partir do dispositivo de publicação para o um ou mais dispositivos de escuta dentro da janela de tempo designada.

20. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o pelo menos um suporte de dados é um primeiro suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de tempo crítico da rede sensível ao tempo, e em que o um ou mais processadores estão configurados para direcionar a comunicação de um segundo suporte de dados que é pelo menos parte de uma mensagem de melhor esforço da rede sensível ao tempo ao longo de apenas um dos percursos de rede na rede sensível ao tempo sem duplicar a comunicação do segundo suporte de dados ao longo de qualquer outro percurso de rede na rede sensível ao tempo.

21. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para determinar o valor de risco de comunicação para cada um dos dois ou mais percursos com base pelo menos em parte em um número dos nodos no percurso correspondente, um número dos enlaces no percurso correspondente, e em valores de tempo médio predefinido antes da falha (MTBF) associados com os nodos e os enlaces no percurso correspondente.

22. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o um ou mais processadores estão configurados para determinar e atualizar um valor de risco de comunicação para dois ou mais múltiplos percursos subsequente a comunicação das cópias duplicadas do suporte de dados em paralelo ao longo de ambos o percurso redundante e o percurso de baixa confiabilidade de acordo com o planejamento e em que o um ou mais processadores estão configurados para que pelo menos um modifique o percurso redundante ou adicione um percurso redundante adicional com base nos valores de risco de comunicação atualizados.

23. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o dispositivo de publicação está localizado a bordo de um primeiro veículo e o um ou mais dispositivo de escuta está localizado a bordo do primeiro veículo, a bordo de um segundo veículo diferente, ou em uma localização não embarcada de tal maneira que a rede sensível ao tempo seja configurada para o uso quando da transmissão do suporte de dados, um ou mais a bordo do primeiro veículo, entre o primeiro e o segundo veículo, ou entre o primeiro veículo e a localização não embarcada.

Dispositivo configurador de rede

Dispositivo programador com reconhecimento de hora

Dispositivo de relógio grão-mestre

Interruptor

Dispositivo de relógio Dispositivo de relógio

Interruptor

Dispositivo de relógio Interruptor

Dispositivo de relógio

Determinar a probabilidade de valores de falha para os percursos na rede sensível ao tempo

Obter um alvo de confiabilidade de rede

Configurar a rede para definir um percurso redundante que desvia de um percurso de baixa confiabilidade

A rede Configurar a rede para definir outro configurada satisfaz o Não percurso redundante que derive de alvo de confiabilidade outro percurso de baixa de rede? confiabilidade

Sim

Comunicar cópias duplicadas do suporte de dados em paralelo ao longo de ambos percurso redundante e percurso de baixa confiabilidade correspondente

Atualizar Modificar e/ou adicionar percursos Não informação de componente Sim redundantes para satisfazer alvo de de confiabilidade confiabilidade de rede recebido?