CN101755421A - 分组交换设备及具这样的分组交换设备的本地通信网络 - Google Patents

Abstract

一个分组交换设备包括用于通过通信网络传送和接收数据分组的一个网络接口(34)、用于传送数据分组到串联连接到环形传输路径的多个参与者和从串联连接到环形传输路径的多个参与者中接收数据分组的多个字符串接口(31、32、33)、以及连接到网络接口和多个字符串接口的一个交换装置(35)，其中交换装置的一个控制单元(351)包含一个接口关联表(352)以建立通过网络接口(34)接收的数据分组是通过字符串接口(31、32、33)所传送以及通过字符串接口(31、32、33)接收的数据分组是通过网络接口(34)传送。

Description

分组交换设备及具这样的分组交换设备的本地通信网络

技术领域

本发明是涉及一种分组交换设备且涉及一种包括这样的分组交换设备的本地通信网络。

背景技术

本地通信网络也称为“局域网”(LANs)，其被限制在一个地理区域且包括一个或多个通信服务器和工作站(也称为节点)，其经由像是同轴电缆、玻璃纤维电缆或是双绞线的通信线路网络来彼此连接。各种类型的网络拓扑，像是总线(bus)、星型(star)或是树状(tree)结构对于局域网是可能的。局域网是由网络操作系统和网络协议而操作。

目前，LAN网络协议的最普遍标准是以太网(Ethernet)。通过以太网，数据目前可以高达100兆位(Mbits)每秒(Mbps)的速度传输。在OSI层模型中，在网络中的数据传输的国际参考模型的构成是七层的堆栈，据此，协议数额是依照各层定义出而分配其服务到各自下一较高层次中，以太网被分配到第二层，这也被称为导线层(conductor layer)。在这个导体层中，要传输的数据被捆绑而形成分组(packets)以加入各自通信协议的特定信息。在网络中，导体层负责将数据分组从节点传输到节点以及负责错误侦测。因此，以太网支持各种类型的通信协议，像是TCP/IP协议或是IPX协议。

在以太网概念中，导体层被分割成两个层次，据此第一层次将所谓的表头加到数据，表头包含正确数据传输的接收器协议所需的信息。在以太网协议的第二层次中，数据分组随后由附加的表头和另外的末端区段(也可称为表尾)封装，以将数据分组从节点运送到节点。通过这样的以太网数据分组(也可称为以太网电报)，具有高达1500字节(bytes)长度的数据可以被传输。

再者，以太网确定定义单个节点如何利用和占据网络的物理连接路径的访问方法。据此，以太网根据所谓载波侦听多路访问/冲突检测方法(CSMA/CD)而运作。在这个访问方法中，节点准备发送传输路径在发送之前是否为闲置的检查。接着，数据被传送。当所有的节点可以在同时发送数据时，冲突可能就产生。注意到冲突的节点接着将阻断传输。为了避免两个节点仅以小的时间延迟开始发送，所有发送的节点产生所谓JAM信号，因此所有位在传输路径的节点阻断目前传输的数据分组的进行，以便不会打扰传输。

以太网协议主要是用在办公室通信网络。由于在标准硬件和软件组件的应用中的以太网概念的有利处以及由于即使在简单网络技术的情况中也可达到高数据传输速度的可能性，也存有能够利用在工业制造中的以太网络通信的需求以交换数据和进行控制任务。然而，在目前的以太网协议中，仅允许在自动化技术中的限制应用，特别是由于实时功能不足时。为了控制机器，需要的是没有时间波动而进行的控制任务的周期处理，即，在几微秒的范围中从预期周期时间有着小偏差，在可预见答复时间内发生对控制需求的反应。然而，由以太网所使用的CSMA/CD访问方法不能保证这样的固定反应时间。在强劲的净负荷的情况下，所使用的访问方法可能实际上造成在某些时间不能传输以太网电报的事实，所以对控制需求的保证答复时间无法得到保障。

为了仍然在以太网网络可以达到一定的实时，这样的以太网网络经常被配置为星型拓朴而使用分组交换设备(被称为交换机)。从而，在以下称为参与者的各个节点包含网络交换机的点对点连接。这样的网络拓朴包括在参与者和中央交换机间的点对点联机，但是需要复杂的布线，而且因此涉及高成本。

交换机检查在寻址参与者的地址的网络中循环的各个以太网电报，且随后通过相应的点对点连接而转发以太网电报到寻址参与者中。从而交换机通常的运作方式是，它们通过地址而逐渐学习那个参与者在那个交换机接口。通过在交换机中如此产生的动态地址表，收到了以太网电报就决定以太网电报要传输到的接口。然而，如果在交换机中的接收的以太网电报的目标地址没有存有地址输入或是接收的以太网电报分别是多播(multicast)或广播(broadcast)电报时，接收到的以太网电报通过所有的接口传输。

对于传输顺序，交换机通常采用FIFO(先进先出)原则，其中以太网电报首先被接收也首先被发送。然而，这防止以太网电报的可靠实时处理。更多目前的交换机因此支持所谓的VLAN标记，其中为了确保实时功能，单个的以太网电报在传输期间而被列为优先。再者，由于为了允许实时处理的特定协议标识，所以知道哪些切换机在预定的时间点传输以太网电报。然而，由于特定协议标识的需求，这样的切换机仅可以根据各自的协议而处理产生的以太网电报。相反地，为了确保实时处理，由其它以太网协议所产生的以太网电报不能在时间控制规则中被交换。

然而，对已知的交换机而言，一些情景为原则上可想象到的，其中在实时功能中，即以太网电报必须可靠地在预定时间内传输，这是不能被保证的。为了转发以太网电报，已知的交换机总是进行地址比较。如果对接收的以太网电报的目标地址的交换机中不存有地址输入或是接收的以太网电报是多播及/或广播电报时，接收的以太网电报通过所有接口传输。接口随后以最大以太网数据长度封锁，即，在100兆位/秒的传输速率中的150微秒，其不可能在较低周期时间(像是100微秒)中呈现出实时处理。对于时间控制交换机，最大以太网数据长度的时间跨度(即100兆位/秒的传输速率中的150微秒)必须在具有预设特定协议标识的以太网电报的各个接口中保留。具有较小周期时间和使用任何预设以太网协议的实时应用可能因此也不能在此情况下进行。

为了能够以简单和成本效益的方式以使用交换机而通过以太网电报进行实时控制任务，德国专利案DE 10304637建议去将实时应用提供的参与者连接到环形传输路径，据此，这个环形传输路径是连接到网络，该网络上可以通过一个网络耦合器传输以太网电报。从而网络耦合器的配置方法在于，由网络经由网络耦合器的外部接口接收的以太网电路被转发到内部接口和输出到环形传输路径，据此，当以太网电路穿过环形传输路径时，连接到环形传输路径的各个参与者交换的用户数据是用于具有穿过传输路径的以太网电报的各自参与者的用户数据。

在这个网络组态中，包含网络耦合器的环型传输路径以及经由网络耦合器连接到传输路径的参与者显示为关于网络的单个以太网参与者。网络耦合器和连接到传输路径的参与者分享一个单一以太网接触。通过处理在环形传输路径上的以太网电报而穿过连接到环形传输路径的参与者，单个参与者的反应时间显著降低，所以控制任务可以依靠周期的以太网电报而实时进行。其特别是，其也可能依照通常具有数个100字节的数据长度的标准以太网电报的简单和成本效益方式而仅需要几个字节的处理数据来寻址参与者。

然而，如果大量参与者被连接，则在环形网络组态中可能发生问题，因为在数据处理期间可能随后发生的延迟妨碍在非常短周期时间中的实时处理。当穿过单个参与者和在转发的其间穿过参与者之间，在几百纳秒量级中的时间延迟发生，这在超过100个参与者的环形连接的情况下让实时处理的50微秒周期时间困难。为了避免过度长度的字符串，德国专利案DE 10304637建议通过具有控制计算器的习知地址比较交换机来连接几个较短的字符串，据此在各个字符串中另外提供过滤器而过滤不适用于经由字符串所接连的参与者的以太网电报。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种分组交换设备以及一种通信网络，其通过具有非常短的周期时间的实时控制任务而可以在简单和成本效益方式下进行。

这个目的可以根据权利要求1的分组交换设备以及根据权利要求8的通信网络而解决。较佳的进一步实施例则在从属权利要求中指出。

根据本发明，通信网络的分组交换设备包含用于发送和接收数据分组的一个网络接口、用于发送数据分组到串联连接到环形传输路径的多个参与者和从串联连接到环形传输路径的多个参与者中接收数据分组的多个字符串接口、以及连接到网络接口和多个字符串接口的一个交换装置。交换单元包括控制单元控制数据吞吐量，控制单元包括接口关联表以判断通过网络接口接收的数据分组是通过字符串接口输出以及通过字符串接口接收的数据分组是通过网络接口输出。

这个组态考虑到简单和成本效益的环形参与者网络的使用且同时对多个参与者具有短周期时间的实时任务的实施。互连分组交换设计是提供避免过度长度字符串与过度长度的周期时间的目的。然而，在分组交换设备中的接口的各个延迟或是阻断是通过在数据传输期间的固定接口配置而防止，其中由在网络接口中的控制计算器接收的数据分组是强制性转发到字符串接口且因此到下游字符串中，且在字符串接口中接收的数据分组是反馈到网络接口且因此到控制计算器中。由于在分组交换设备中的以太网电报的周期时间被缩短到最大限度，所以保证以太网网络的实时功能。数据分组从地址或协议中被自动地和独立地转发，且因此不会导致任何的时间延迟或阻断。

根据本发明的一个较佳实施例，分组交换设备提供的是，从字符串接口接收的数据分组以预设优先级被转发。经由优先化某些字符串接口，其得以保护进行特定时间关键实时任务的参与者的字符串在数据传输期间内是首选的。这从而可以配置相同的优先权给多个字符串接口，据此，可以基于接收的数据分组的地址信息而进行电报的优先权。

根据本发明的一个进一步的较佳实施例，分组交换设备的交换单元可以进行时间控制传输程序，特别是经由字符串接口而要被发送的数据分组的同步传输程序。这样考虑到通过由字符串连接的参加者的实时处理的精确控制。同时，网络接口可以通过字符串接口的时间控制并行传输程序而在较高数据传输速率中运作。

附图说明

根据下述，本发明将连同伴随的附图而更有详细的解释，其中：

图1A和1B显示在环形处理周期的以太网电报包含连接到网络耦合器的参与者的网络耦合器，其中图1A指出具有环导体的实施例以及图1B则指出具有双通道导体的实施例；

图2表示包含有交换机的发明网络；以及

图3显示发明交换机的示意图。

具体实施方式

凭借本地通信网(LANs)，数据和资源可以在工作站(通常被称为计算器或是机器或是在下列多节点或参与者)间以简单方式和共同使用来交换。从而，以太网概念是在LAN中的最普遍的通信标准。

在以太网网络中，多个节点经由共享传输介质彼此相互连接，据此，在所谓的数据分组(在以下描述中也被称为以太网电报)的要传输的数据封装是以预设格式进行。

以太网包括三个区域，即传输介质和网络接口(也就是硬件)、控制访问传输介质的协议的数量和以太网分组形式。因此，以太网基本上表示一个总线网络，据此，可以使用任何预期的网络拓朴(像是星型、总线或是树状网络)。在这种情况下，以太网数据传输通常是通过CSMA/CD访问方法而发生，其中数据传输是仅在网络为静止时才执行。再者，提供一种碰撞防范机制。以太网数据分组其本身可以因此显示出高达1500字节的数据长度，据此数据是由指出初步识别、目标和来源地址的表头和表尾、数据分组类型以及错误识别机制所封装。

在可以使用标准硬件组件和软件协议且此外可以达到高数据传输速率时，以太网可以自行建立以作为特别在办公室通信中网络系统的通信标准。基于这个理由，预期在工业环境中在数据传输期间(特别是对于控制操作)使用以太网标准。基本问题是以太网标准的实时功能的缺乏，所以具有实时应用的自动操作通常是由在单个控制模块(被称为现场总线系统)中的以太网通信网络分别执行。

为了能够使用以太网标准以及可用简单和成本效益方式执行自动任务的相应配置网络(特别是这样的自动任务)，其中单个参与者牵涉仅几个字节的控制需求进程数据，提供如图1A所示的网络耦合器1，而以下描述将称为以太网耦合器，其包括用于连接以太网网络的一个外部接口11。在图1A所示的实施例中，具有其外部接口11的以太网耦合器因此通过传输介质2而连接到以太网网络，传输介质2可以包括同轴电缆、双绞线电缆或是玻璃纤维。

网络耦合器1的外部接口11配置有用于从网络接收以太网电报的接收单元Rx以及用于传输在网络上的以太网电报的传输单元Tx。图1A显示这样的由以太网耦合器1接收的以太网电报ET1以及由以太网耦合器1传输的以太网电报ET2。两个以太网电报ET1、ET2中的每一个包括有包含收条识别以及目标和来源地址的表头、数据区域和指出分组长度的表尾以及错误识别机制。在表头和表尾间提供的数据区域包含需要控制任务的进程数据，进程数据较佳是反映整个进程。这些进程数据较佳是依次在控制任务的单独参与者所需要的数据块中分组，即是对于参与者设备1“数据设备1”等等。

再者，以太网耦合器1经由内部接口12以及由环状传输路径5连接到被识别为设备1至n的一系列参与者。环形传输路径5联合参与者设备1到n去创造环形拓朴，以太网耦合器1的内部接口12的传输单元Tx备提供作为数据注入点，且以太网耦合器1的内部接口12的接收单元TR是作为数据提取点。

传输路径5的单独参与者被连接以形成菊花链(daisy chain)，各个参与者被连接到两个邻居中，在菊花链中的第一和最后的参与者被连接到以太网耦合器1。数据传输发生的方向是从以太网耦合器1到参与者设备1以及从到达参与者设备n且回到以太网耦合器1开始。

通过箭头，传输方向在图1A中被指出。为了从先前的参与者中接收周期的以太网电报，各个参与者包含具有接收单元Rx的接口以及具有用于转发到后续参与者的传输单元Tx的接口。

在这个进程中，数据交换式如下列所发生：以太网电报ET1包含自动任务的独立参与者的进程信息，其通过以太网网络已施加在传输介质2上，而由连接网络到以太网耦合器1的外部接口11的接收单元RX接收。接收的以太网电报随后会从外部接口11转发内部接口12，内部接口11的传输单元Tx立刻会输出以太网电报到环形传输路径5而没有明显的延迟。

连接到环形传输路径5的各个参与者随后提取进程数据，其是来自周期的以太网电报(在图1A中的箭头)，即，参与者设备1提取“数据设备1”等等，且随后依序将由进程执行产生的进程数据插入在以太网电报的相应位置。依此方式周期循环的以太网电路是在穿过最后的参与者设备n之后，随后传输到以太网耦合器1的内部接口12的接收单元Rx，以及从那里其被转发至外部接口11，该外部接口11，其会通过传输单元Tx而反馈以太网电报ET2到以太网网络的传输介质2。周期循环的以太网电报的预期数据组态在此仅为范例说明。

自动任务的参与者经由以太网耦合器耦合到以太网网络，通过环形结构而连接的参与者具有的有利处在于，连接到以太网耦合器的设备由以太网网络而被视为单个标准以太网参与者。通过在以太网耦合器的特定以太网连接，由以太网耦合器接收的以太网电报是输出到环性结构而没有明显延迟，所以各个参与者可以在以太网电报穿过传输环时提取以太网电报中的数据且在其部份插入各自的数据中。引起这个程序的有利处的事实在于，由于在周期期间的所述以太网电报的处理，没有显著延迟在数据处理期间发生，且因此观察到短的反应时间，这是实时应用所需求的。由于所有连接的参与者会分享具有以太网耦合器的以太网连接以及由于周期循环的以太网电路的处理在其设备本身不需要有强大的微控制器，因此另一个进一步有利处是在于以太网连接对于各个参与者的成本可以降至最小。

环形传输路径可以包含简单且因此便宜的传输物理，即使是具有低覆盖率。因此，譬如可以传送LVDS信号的带状电缆(ribbon cable)是用在传输路径、或是替代复杂的双绞线和玻璃纤维电缆的光纤电缆。如果以太网网络的传输物理不同于环形传输路径，显示在图1B的处理单元13是在以太网耦合器1中需要，这以便为了从网络的传输物理中到环形传输路径3的传输物理的以太网传送。这个处理单元13被排列在以太网耦合器1的外部接口11和内部接口12之间。再者，处理单元13可以执行对以太网电报的可能的必要修改，其以便为了(例如通过交换来源和目标地址以及重新计算以太网校验)确保在传输路径5上对以太网电报修改的以太网标准。

在此情况下，图1B显示环形传述路径3的进一步可能实施例。将如图1A所示的单一信道传输路径取而代之的是，在图1B中提供双信道传输路径。传输以此方式产生，而以太网电报包含有进程数据，其是从参与者设备1中的第一通道51上转发至参与者设备n，各个参与者在循环周期期间交换所需的数据，其中进程数据是已由以太网耦合器1在传输路径5上输出的。最后连接的参与者设备n接着耦合回到第二通道52的处理的以太网电报，据此，各个位于参与者设备n和以太网耦合器1间的进一步参考者仅仅转发以太网电报。这个实施例有考虑到对环形传输路径而使用以太网网络的惯用全双工传输路径，这是为了连接自动参与者到以太网耦合器。各个参与者较佳包含转发以太网电报到全双工导体的两个接口。为了能够在第一和第二通道中传输及/或接收，接口包含传输单元Tx以及为互补方式的接收单元Rx。

在具有环形传输路径的网络组态中，如果参与者的数量过高，可能发生非预期的延迟，延迟会影响所述网络组态的实时功能，而该环形传输路径中，以太网耦合器是作为在输入中的以太网连接且连接到以太网耦合器的参与者处理周期循环的以太网电报。实际上是各个参与者需要某些周期时间以处理所述电报，周期时间是根据在参与者中的处理单元的性能以及总计为200纳秒(nsec)。此外，从一个参与者到下一参与者的以太网电报传输期间中发生延迟时间，所以在环形传输路径周期时间中100个参与者的情况下对于少于50微秒的实时处理是很难予以保证。

为了使用所提出的简单和不复杂的环形传输路径(环形传输路径所包含的太网耦合器做为甚至有大量参与者而同时可靠保证少于100微秒的小周期时间的以太网连接，本发明建议将具有大量参与者的环形传输路径区分为多个字符串，且另外提供分组交换设备(其在下列描述中被称为交换机)连接单个字符串到控制计算器以执行实时控制任务。

图2显示包含有三个环形传输字符串101、102、103的以太网网络，环形传输字符串101、102、103是根据在图1A和1B所指出的网络组态而各自被设计出，且包含做为以太网连接的以太网耦合器以及以环形方式连接的参与者。在这个组态中，以太网耦合器和其连接到的参与者仅仅被概要地指出，从而以太网耦合器的外部接口111、112、113如图所示的各自含有接收单元Rx和传输单元Tx。这些外部接口111、112、113通过所述传输介质2的分离传输路径而连接到交换机3的相关字符串接口31、32、33。交换机3的各个字符串接口31、32、33包含接收单元Rx和传输单元Tx，据此，交换机3的字符串接口的各自的传输单元Tx是连接到环形字符串的外部接口的接收单元Rx。交换机3的字符串接口的各自的接收单元Rx是连接到配置的环形字符串的外部接口的相关接收单元Tx。除了字符串接口31、32、33之外，交换机3包含另一网络接口34以连接到控制计算器4并经由传输介质2的分开传输路径24管理实时任务。做为一个对照，控制计算器4包含具有传输单元Tx和接收单元的网络接口41，控制计算器4的网络接口41的传输单元Tx可以因此连接到交换机3的网络接口34的接收单元Rx。控制计算器4的网络接口41的接收单元Rx是连接到交换机3的网络接口34的传输单元Tx。在这方面，显示在图2的网络组态仅仅为范例。交换机可以包含任何数量的字符串接口以及同样也具有多个网络接口。此外，以环形字符串占用的所有字符串接口及/或以控制计算器占用的所有网络接口是非强制性的。在交换机的字符串接口间的传输路径上的传输物理以及交换机的单独字符串与网络接口和控制机算机在此组态中可能为不同。特别是，在控制计算器和交换机的所述网络接口之间，路径与控制计算器之间的传输路径可能配置为比目前在交换机的字符串接口与连接到下游的环形字符串间的传输路径的传输速率为较高的传输速率。

图3的示意图显示交换机3的组态。字符串接口31、32、33以及网络接口34通过内部导体网络连接到交换单元35。在图3中，箭头概要地显示在接口31、32、33和交换单元35间的数据传输的各自方向。交换单元35包含控制单元351以通过交换机3控制数据吞吐量。控制单元351包含接口关联表352，其用于判断通过网络接口34接收的以太网电报是通过字符串接口31、32、33输出到连接的环形字符串101、102、103，且判断通过字符串接口31、32、33接收的以太网电报是通过网络接口34而被反馈到控制计算器4中。

交换机的组态是考虑到在控制计算器和经由环形传输路径连接的单个参与者间，以太网电报的传输没有延迟，因此可保证控制任务的实时处理。通过直接分配接口，通过交换机的以太网电报的转发可以无需地址检查而被保证，且因此没有时间延迟，这是为了保护交换机的实时功能。

再者，在这个组态中，控制单元351可以包含优先表353以判断何时转发由字符串接口31、32、33接收的以太网电报的优先次序。优先表353可以在多个字符串接口具有相同优先权的时候，在有相同优先权的接口进行决定，以经由单个字符串接口所接收的以太网电报的地址信息为基础的配置方式来进行决定哪个电报为优先且首先被转发到网络接口34，以在控制计算器4上输出。或者，可以提供固定算法而在所述字符串接口的同等优先权的情况下决定哪个电报通过网络接口首先被反馈到控制计算器而无需检查地址。

在以太网电报的转发期间，交换机以控制单元351连续检查在网络接口34及/或在字符串接口31、32、33中的传输和接收缓冲器的充填程度的方式运作。在图3中，这个查询是由数据箭头361所指示。当控制单元判断接口在所述优先表353时，控制单元因此检查其优先级。首先，较佳为检查网络接口34，而后续为字符串接口31、32、33，如果接收缓冲器是满的，控制单元导致在交换机3中的交换单元35将电报从相应接口的接收缓冲器中转发到由关联表所输出判断的接口的传输缓冲器中。关联(association)是以在网络接口34的接收缓冲器中锁存的以太网电报被转发到字符串接口31、32、33的传输缓冲器的方式进行。在字符串接口31、32、33的传输缓冲器中接收的以太网电报是另一方面被传送到网络接口34的传输缓冲器中。

在通过优先表353决定的顺序中的字符串接口的接收缓冲器的检查是提供来自优先的字符串中的以太网电报经由网络接口34首先被送回控制计算器4。这因此也可能对字符串接口进行优先化。如果具有同等优先权的字符串接口接着显示出满的接收缓冲器，其可能基于锁存在接收缓冲器中的以太网电报的地址信息而决定哪个电报首先要被转发。在交换机3中的交换单元35的控制单元351之前从一个接口的接收缓冲器中转发以太网电报到另一个接口的相关传输缓冲器，控制单元351检查传输缓冲器是否有足够储存空间去接收数据，如果情况并非如此，控制单元351提供启动传输程序以便为了清空接收缓冲器以及为了能够接收要被转发的以太网电报。

凭借本发明的交换机组态，其可能从以太网协议中独立交换以太网电报且不会有延迟以及在控制计算器和一起连接到环形字符串中的参与者间的接口阻断，因此达到具有甚至少于10微秒的极短周期时间的实时应用。在接口间的固定配置提供最大缩短转发时间而无不必要的接口阻断，其中通过网络接口接收的以太网电报没有延迟的被传送到字符串接口，反之亦然，且其中通过字符串接口接收的以太网电报被转发到网络接口而没有延迟。同时，为了能够以最大缩短周期时间反馈接收的以太网电报，其可能将单个字符串接口直接进行优先。

在交换机3的交换单元35的控制单元351中，接着可能进行接口的时间控制传输程序。这是在要通过参与者进行同步实时程序时为特别的有利。在此情形中，控制单元351提供的是，字符串接口31、32、33的传输缓冲器同步输出锁存的电报到位于下游的环形字符串，以在周期中进行后续处理，而网络接口34接收的以太网电报而已经被转发处到字符串接口31、32、33。凭借这个程序，可以提供在所有字符串中的以太网电报。同步的数据输出可以经由在交换器中的系统时钟中以时间控制方式进行。

如在图2显示的替换的实施例，其也可能直接在交换机中整合环形字符串的以太网耦合器。在交换机中的字符串口接着被配置为以太网耦合器，字符串接口接着表示网络耦合器的内部接口，而参与者以环形方式连接到内部接口。再者，交换机的交换单元也包含用于从传输路径的传输物理传送数据分组到控制计算器且到环形传输路径的传输物理中的单元，反之亦然。在字符串在平行中运作时，在交换机的网络接口和控制计算器间的传输路径可以因此有相较于在交换机的所述字符串接口和连接到下流的环形字符串间的传输路径为相当高的传输速率，且因此数据不会涵盖有任何速率损失。

Claims (10)

1.一种分组交换设备，包括：

网络接口(34)，用于通过通信网络传送和接收数据分组；

多个字符串接口(31、32、33)，用于将数据分组传送到多个串联连接到环形传输路径的参与者以及将数据分组从多个串联连接到环形传输路径的参与者中接收；以及

交换单元(35)，连接到网络接口和多个字符串接口，

配置为将通过网络接口接收的数据分组转发至字符串接口以及将通过字符串接口接收的数据分组转发至网络接口，

其特征在于

交换单元(35)包括控制单元(351)，该控制单元控制数据吞吐量，控制单元(351)包括接口关联表(352)，该接口关联表判断通过网络接口(34)接收的数据分组是通过字符串接口(31、32、33)输出以及通过字符串接口(31、32、33)接收的数据分组是通过网络接口(34)输出。

2.如权利要求1的分组交换设备，其特征在于交换单元(35)的控制单元(351)包括优先表(353)该优先表判断转发通过网络接口(34)从字符串接口(31、32、33)中接收的数据分组的时候的优先次序。

3.如权利要求2的分组交换设备，其特征在于交换单元(35)的控制单元(351)在以接收的数据分组的地址信息为基础而为了具有同等优先权的多个字符串接口(31、32、33)决定哪个数据分组通过网络接口(34)首先被转发。

4.如权利要求2的分组交换设备，其特征在于交换单元(35)的控制单元(351)在以固定算法为基础而为了具有同等优先权的多个字符串接口(31、32、33)决定哪个数据分组通过网络接口(34)首先被转发。

5.如权利要求1至4其中任一的分组交换设备，其特征在于交换单元(35)的控制单元(351)进行通过字符串接口(31、32、33)传送的数据分组的时间控制传输。

6.如权利要求5的分组交换设备，其特征在于交换单元(35)的控制单元(351)进行通过字符串接口(31、32、33)传送的数据分组的同步传输。

7.如权利要求1至6其中任一所述的分组交换设备，其特征在于交换单元(35)、网络接口(34)及/或字符串接口(31、32、33)包括用于在

通信网络的传输物理和环形传输路径的传输物理间传送数据分组的单元。

8.一种通信网络，其包含有如权利要求1至7其中任一的分组交换设备，其特征在于各个字符串接口(31、32、33)通过以太网耦合器(1)连接到多个参与者(设备1、...设备n)，参与者通过环形传输路径串联连接到以太网耦合器，每个参与者配置为解释穿过环形传输路径的以太网电报并进行数据交换。

9.如权利要求8的通信网络，其特征在于网络耦合器(1)包括用以连接分组交换设备(3)的关联的字符串接口的外部接口以及用于串联连接多个参与者(设备1、...设备n)到环形传输路径的内部接口(12)。

10.如权利要求9的通信网络，其特征在于网络耦合器(1)的外部接口(11)和内部接口(12)包括用于在网络的传输物理和环形传输路径的传输物理间传送以太网电报的单元(13)

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