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Die
Erfindung betrifft ein Netzwerk mit mehreren Stationen nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Station für ein derartiges Netzwerk nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie ein Verfahren zur Synchronisation
von Stationen in einem derartigen Netzwerk nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 7.
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Ein
derartiges Netzwerk ist als PROFINET IO bekannt, das auf Ethernet
basiert. Der Einsatz von Ethernet als Kommunikationsplattform für die Automatisierungstechnik
ermöglicht
es, auf der gleichen Leitung Echtzeitdatenverkehr und IT-Datenverkehr zu
betreiben. Da PROFINET IO als geschaltetes Netzwerk im so genannter „Switched
Ethernet Technology" ausgeführt ist,
verhindern Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen den Stationen das
Auftreten von Kollisionen auf der Leitung. Aus Anwendungssicht ist
die deterministische Übertragung
von zyklischen Echtzeittelegrammen, so genannten Realtime (RT)-Frames von großer Bedeutung.
Um die Wahrscheinlichkeit einer Zwischenspeicherung von zyklischen
RT-Frames aufgrund zeitlich früher übertragener,
nicht echtzeitkritischer Telegramme, so genannter IT-Frames, zu
reduzieren, muss für
die deterministische Übertragung
zyklischer RT-Frames explizit Bandbreite reserviert werden. Dies
erfolgt durch die Aufteilung des Kommunikationszyklusses in einen
reservierten und einen offenen Bereich. Innerhalb des reservierten
Bereichs werden ausschließlich
zyklische RT-Frames übertragen.
Alle anderen in einer Station, beispielsweise einem so genannten
Switch, eintreffenden Telegramme werden zwischengespeichert und
in dem anschließenden
offenen Bereich prioritätsgesteuert übertragen.
Dabei wird sichergestellt, dass die Übertragung im offenen Bereich
bis zum Erreichen der Zyklusgrenze abgeschlossen ist. Während der Übertragung
zyklischer RT-Frames muss in allen Switches auf den genutzten Übertragungspfaden
der reservierte Bereich aktiv sein. Dies erfordert eine zeitliche
Synchronität
aller Switches, die eine Bandbreitenreservierung umsetzen sollen.
Für einen
Einsatz im Bereich der Bewegungssteuerung ist eine hochgenaue Synchronität der beteiligten
Stationen erforderlich. Ein derart erweitertes Ethernet wird auch
als isochrones Realtime (IRT)-Ethernet bezeichnet. Das Synchronisationsverfahren
vom PROFINET IO basiert auf einer synchronisierenden Zentralstation,
einen so genannten Sync-Master der für Synchronisationszwecke ein
Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation, ein so genanntes Sync-Telegramm, verteilt.
Stationen, die sich auf die Zeitbasis des Sync-Masters synchronisieren, werden
als Sync-Slaves bezeichnet. Durch die Zuordnung von Sync-Slaves
zu einem Sync-Master wird eine Sync-Domäne gebildet. Eine so genannte IRT-Sync-Domäne enthält nur IRT-Stationen.
Die IRT-Sync-Slaves
einer IRT-Sync-Domäne
müssen vom
gleichen IRT-Sync-Master
synchronisiert werden. IRT-Sync-Domäne dürfen sich nicht überlappen. Für einen
IRT-Sync-Slave gilt: bewegt sich der Jitter zur Zeitbasis des IRT-Sync-Masters
innerhalb eines vorgegebenen Fensters, so wird der IRT-Sync-Slave als
lokal synchron bezeichnet. Ein PLL-Window gibt den maximal erlaubten
Jitter zwischen lokaler Zeitbasis und der Zeitbasis des IRT-Sync-Masters
an. Bewegt sich der Synchronisationsfehler für mindestens n aufeinanderfolgender
Zyklen innerhalb des PLL-Window, so ist die Station lokal synchron.
Zur Synchronisation sendet der Sync-Master zyklisch Multicast-IRT-Sync-Telegramme an die
zu synchronisierenden Stationen. Diese Telegramme enthalten unter
anderem einen Zeitstempel. Aufgrund einer zuvor durchgeführten Laufzeitmessung
kennt jede Station die Laufzeit zur jeweiligen Nachbarstation. Beim Weiterleiten
eines Multicast-IRT-Sync-Telegramms durch einen Sync-Slave verändert dieser
den Zeitstempel indem er die Laufzeit sowie die Verweildauer in
der eigenen Station zum Zeitstempel addiert, bevor er das Telegramm
an die nächste
Station weiterleitet. Auf diese Weise entsteht bezüglich der Übertragung der
zyklischen Multicast-IRT-Sync-Telegramme eine Art „Daisychain"-Struktur. Da die
IRT-Sync-Telegramme nacheinander über mehrere Stationen laufen,
ist das bekannte Netzwerk mit den folgenden Nachteilen verbunden:
- 1. Die Gesamtlaufzeit eines Multicast-IRT-Sync-Telegramms
vom Sync-Master bis zum letzten Sync-Slave der Kette, die sich aus
der Summe der Laufzeiten zwischen den Stationen und der Aufenthaltszeiten
in den Stationen ergibt, und damit die Netzausdehnung werden durch
die vorgegebene Zykluszeit der Kommunikationszyklen beschränkt.
- 2. Da Sync-Slaves, die sich in der Mitte der Kette bei der Übertragung
von Multicast-IRT-Sync-Telegrammen befinden, die Sync-Telegramme
erst weiterleiten, wenn sie vollständig empfangen wurden, senden
diese Stationen allenfalls mit einer gewissen Verspätung aber
nie zu früh.
Ein Jitter beim Empfangen und Senden eines Telegramms ist daher
immer positiv und muss somit aufsummiert werden. Das hat den Nachteil,
dass der maximal zulässige
Jitter nach einer bestimmten Anzahl von Stationen in der Kette erreicht
wird.
- 3. In einer Domäne
kann es immer nur einen aktiven Sync-Master geben. Dies führt dazu, dass mehrere zeitsynchronisierte
Systeme nicht zeitsynchron gekoppelt werden können.
- 4. Es gibt Situationen, in welchen bei drei Stationen, die sich
in einer Daisychain-Struktur hintereinander befinden, die erste
und letzte zeitsynchron sind, die mittlere jedoch nicht.
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Aus
der
DE 42 15 380 A1 ist
ein Verfahren bekannt, bei welchem lokale Zeitgeber eines Automatisierungssystems
mit einer Zeitinformation synchronisiert werden, die aus der Zeitinformation
eines zentralen Zeitgebers sowie einer den Übertragungs- und Verarbeitungszeiten
entsprechenden Korrektur gebildet ist.
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Aus
der
DE 102 29 110
A1 ist ein Verfahren zur Synchronisation von Netzwerkknoten
mit Synchronisationstelegrammen bekannt, die jeweils einen Sollempfangszeitpunkt
enthalten, der aus dem Sendezeitpunkt des Synchronisationstelegramms
und der Laufzeit zum benachbarten Netzwerkknoten gebildet wird.
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Aus
der
DE 102 41 191
A1 ist ein Verfahren zur Synchronisation von Teilnehmern
eines isochronen, zyklischen Kommunikationssystems bekannt, bei
welchen durch eine geeignete Wahl der Sendezeitpunkte von Synchronisationstelegrammen
sichergestellt ist, dass der Empfangspuffer des jeweiligen Empfangsteilnehmers
leer ist. Dadurch ist die Latenzzeit zwischen dem Eintreffen des
Synchronisationstelegramms bei dem Empfangsteilnehmer und dem Auslösezeitpunkt
eines entsprechenden Interrupts konstant und ermittelbar.
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Ein
weiteres Netzwerk mit Synchronisierung der Stationen des Netzwerks
ist aus der WO01/58067 bekannt.
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Unter
dem Begriff Stationen werden in der vorliegenden Patentanmeldung
Netzwerkteilnehmer, so genannte Devices, die normalerweise mehrere Ports
aufweisen und zumindest geeignet sind, eine Linie aufzubauen, und
Koppelgeräte,
so genannte Switches, die mehr als zwei Ports aufweisen und üblicherweise
als Sternpunkt im Netzwerk angeordnet sind, zusammengefasst. Es
kann jedoch auch Devices als Stationen mit nur einem Port geben,
die in der Netzwerktopologie Endpunkte darstellen, über welche
keine Telegramme weitergeleitet werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzwerk mit mehreren
Stationen sowie ein Verfahren zur Synchronisierung von Stationen
zu finden, welche eine größere Ausdehnung
eines geschalteten Netzwerks zulassen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe weist das neue Netzwerk der eingangs genannten Art
die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
auf. Vorteilhafte Weiterbildungen, eine Station für ein derartiges
Netzwerk sowie ein Verfahren zur Synchronisation von Stationen in
einem derartigen Netzwerk sind in den abhängigen Ansprüchen, Anspruch
6, bzw. Anspruch 7 angegeben.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die
Zeitdauer, die in einem Kommunikationszyklus für die Übertragung von Telegrammen
zur Uhrzeitsynchronisation benötigt
wird, wesentlich reduziert wird. Alle Stationen im Netzwerk, welche
eine oder mehrere andere Stationen durch Versenden von Telegrammen
zur Uhrzeitsynchronisation synchronisieren müssen, versenden ihre Telegramme
quasi gleichzeitig. Dadurch wird die bekannte Daisychain-Struktur,
bei welcher die Telegramme in der Synchronisationskette nacheinander versendet
werden, aufgelöst
und die Gesamtlaufzeit der Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation
wesentlich verringert. Das quasi gleichzeitige Aussenden der Telegramme
zur Uhrzeitsynchronisation ist in einem geschalteten Netzwerk aufgrund
der Punkt-zu-Punkt-Verbindungen,
durch welche Kollisionen auf dem Netzwerk vermieden werden, ohne Weiteres
möglich.
Die Stationen, die durch eine andere Station synchronisiert werden,
nehmen ein empfangenes Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation vom
Netzwerk, das heißt
sie leiten es nicht an andere Stationen weiter. Die Zeit, die in
einem Kommunikationszyklus zur Übertragung
von Telegrammen zur Uhrzeitsynchronisation insgesamt benötigt wird,
entspricht somit der maximalen Zeit, die im Netzwerk zur Übertragung
eines Telegramms zur Uhrzeitsynchronisation zwischen zwei Stationen
erforderlich ist.
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Als
ein weiterer Vorteil wird ein kleinerer Jitter bei der Uhrzeitsynchronisation
erreicht. Da die synchronisierenden Stationen ihre Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation
im Wesentlichen gleichzeitig aussenden, kann der Sendezeitpunkt
gegenüber dem
Idealzustand sowohl zu früh
als auch zu spät
liegen. Bei einer statistischen Auswertung der Einzeljitter ergibt
sich damit im Vergleich zum bekannten Verfahren gemäß PROFINET
IO, bei welchem die Stationen allenfalls verspätet ihre Telegramme aussenden,
ein kleinerer Jitter. Da die Verweildauer in den einzelnen Stationen
zudem nicht mehr berücksichtigt werden
muss, wird der Gesamtjitter nicht mehr durch einen Jitter der Verweildauer
in den Stationen erhöht. Bei
einem vorgegebenen maximalen Jitter in einer Domäne können somit nun mehr Stationen
in einer Domäne
synchronisiert werden. Zudem ist für die Realisierung des Netzwerks
vorteilhaft, dass die Verweildauer der Telegramme in den Stationen
bei der Uhrzeitsynchronisation nicht mehr durch Hard- und Software
berücksichtigt
werden muss. Dies führt
zu einer verbesserten Genauigkeit der Uhrzeitsynchronisation.
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Wenn
die zu synchronisierenden Stationen dazu ausgebildet sind, nur dann
ein zweites Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation an weitere zu synchronisierende
Stationen zu senden, wenn sie selbst zur Station, durch welche sie
synchronisiert werden, zeitsynchron sind, so hat dies den Vorteil,
dass eine Zustandsüberwachung
der Netzwerksynchronisation ermöglicht
wird, da eine Station nur dann Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation
empfängt,
wenn alle Stationen in der Kette vor ihr bereits synchron sind. Es
kann also nicht dazu kommen, dass zwei Stationen synchron sind und
Stationen, die zwischen diesen beiden in einer Synchronisationskette
liegen, nicht synchron sind. Die Synchronität breitet sich auf diese Weise
wie eine Welle im Netzwerk aus.
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Ein
Auseinanderdriften der Uhren in den Stationen wird zuverlässig verhindert,
wenn die Synchronisation zyklisch wiederholt wird. Es ist dabei vorteilhaft,
Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation zyklisch zu vorbestimmten
Zeitpunkten zu senden.
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Im
Kommunikationszyklus Bandbreite für die Übertragung der Telegramme zur
Uhrzeitsynchronisation zu reservieren, hat den Vorteil, dass die
Wahrscheinlichkeit einer Zwischenspeicherung der Telegramme in den
Stationen aufgrund zeitlich früher übertragener
IT-Frames stark reduziert wird und die Übertragung der Telegramme zur
Uhrzeitsynchronisation praktisch deterministisch erfolgt.
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Mit
Vorteil kann eine Station als Projektierungsstation dazu ausgebildet
werden zu ermitteln und den übrigen
Stationen mitzuteilen, ob und durch welche Station sie jeweils synchronisiert
werden und ob und welche Station sie jeweils zu synchronisieren haben.
In der zentralen Projektierungsstation sind diese Beziehungen insbesondere
anhand der Topologie des Netzwerks in einfacher Weise so festzulegen,
dass die Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation über eine geringe Anzahl von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen übertragen
werden. Dadurch wird eine bessere Genauigkeit der Uhrzeitsynchronisation
erreicht. Ein dezentrales Verfahren zu dieser Festlegung wäre aufwendiger
und würde mehr
Zeit bei der Inbetriebnahme des Netzwerks benötigen.
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Anhand
der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und
Vorteile näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt eines Netzwerks einer automatisierungstechnischen Anlage,
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2 ein
Netzwerk mit mehreren Domänen und
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3 Zeitdiagramme
zur Verdeutlichung der im Netzwerk gemäß 2 verwendeten
Kommunikationszyklen.
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1 zeigt
beispielhaft einen Ausschnitt eines Netzwerks in einer automatisierungstechnischen Anlage.
Die Kommunikation erfolgt durchgängig
auf der Leit-, Zell- und Feldebene durch ein Netzwerk, dessen Datenübertragung
beispielsweise dem Fast-Ethernet-Standard nach IEEE 802.3u genügt. In der
Feldebene sind ein Temperaturmessumformer 1, ein Druckmessumformer 2,
ein erster Antrieb 3 und ein zweiter Antrieb 4 mit
Leitungen 5, 6 und 7 busförmig durch
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen verschaltet. Der zweite Antrieb 4 ist über eine
Leitung 8 an ein Switch 9 angeschlossen. Mit dem
Switch 9 sind in einer sternförmigen Topologie weiterhin
eine speicherprogrammierbare Steuerung 10, ein Leitrechner 11 und
eine Projektierungsstation 12 verbunden. Mit einer Leitung 13 sind
weitere, in der Figur der Übersichtlichkeit
wegen nicht dargestellte Teile des Netzwerks an den Switch 9 angeschlossen.
Die Projektierungsstation 12 dient dazu, die automatisierungstechnische
Anlage und insbesondere das Netzwerk zu projektieren. Ein Teil der
Projektierungsaufgabe ist die Festlegung, welche Stationen aufeinander
synchronisiert sein sollen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dies der
erste Antrieb 3, der zweite Antrieb 4, der Switch 9 und
die speicherprogrammierbare Steuerung 10. Weiterhin wird
durch die Projektierungsstation 12 für jede der aufeinander zu synchronisierenden
Stationen festgelegt, durch welche Station sie gegebenenfalls synchronisiert
wird und welche Station sie selbst gegebenenfalls synchronisieren muss.
In anderen Worten heißt
dies, von welcher Station sie gegebenenfalls ein Tele gramm zur Uhrzeitsynchronisation
empfängt
und an welche Station oder an welche Stationen sie selbst Uhrzeitsynchronisationstelegramme
zu senden hat. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel synchronisiert
die speicherprogrammierbare Steuerung 10 den Switch 9,
dieser den zweiten Antrieb 4 und dieser den ersten Antrieb 3.
Entsprechend sind die zu sendenden Telegramme T1, T2 bzw. T3 zur
Uhrzeitsynchronisation mit Pfeilen zur Verdeutlichung der Übertragungsrichtung
in 1 eingezeichnet. Jeder der Stationen 3, 4, 9 und 10 wird
mitgeteilt, von wem sie synchronisiert wird und wen sie zu synchronisieren
hat. Die Stationen führen
zunächst
eine Laufzeitmessung durch, damit die Laufzeiten der Telegramme
T1, T2 und T3 bekannt sind und bei der Uhrzeitsynchronisation berücksichtigt
werden können.
Dies kann nach Verfahren geschehen, wie sie beispielsweise von PROFINET
IO oder aus der WO01/58067 bekannt sind. Die speicherprogrammierbare
Steuerung 10 als die Station des Netzwerks, auf deren Uhrzeit
die anderen Stationen 3, 4 und 9 synchronisiert
werden, beginnt mit dem zyklischen Aussenden des Telegrammes T1 zur
Uhrzeitsynchronisation an den Switch 9. Diese Uhrzeittelegramme
werden durch den Switch 9 nicht an die übrigen Stationen 1 ... 4, 11 oder 12 weitergeleitet.
Die Uhrzeit des Switches 9 wird auf die im Telegramm T1
empfangene Uhrzeit, die um die Laufzeit des Telegramms T1 korrigiert
ist, eingestellt. Damit stimmt die Uhrzeit des Switches 9 mit
der Uhrzeit der speicherprogrammierbaren Steuerung 10 näherungsweise überein.
Der Switch 9 wird als synchron mit der speicherprogrammierbaren
Steuerung 10 angesehen, wenn mindestens n-mal, wobei n
ein projektierter Wert ist, die in einem Telegramm T1 empfangene
Uhrzeit derart mit der Uhrzeit des Switches 9 übereinstimmt,
dass die Abweichungen kleiner als eine projektierte Toleranz sind.
Von dem Zeitpunkt des Erreichens der Synchronität an und solange die Synchronität des Switches 9 mit
der speicherprogrammierbaren Steuerung 10 erhalten bleibt,
sendet dieser zyklisch Telegramme T2 zur Uhrzeitsynchronisation
an den zweiten Antrieb 4. Die Telegramme T2 werden zum
selben Zeitpunkt ausgesendet, zu welchem auch die speicherprogrammierbare
Steuerung 10 die Telegramme T1 an den Switch 9 verschickt. Für das Erreichen
der Synchronität
des zweiten Antriebs 4 mit dem Switch 9 und das
Aussenden von Telegrammen T3 zur Uhrzeitsynchronisation des ersten Antriebs 3 werden
die Kriterien für
die Synchronität des
Switches 9 und das Aussenden von Telegrammen T2 entsprechend
angewendet. Der Zustand der Synchronität pflanzt sich somit wie eine
Welle über die
Stationen 9 und 4 bis zur Station 3 fort.
Nachdem die Synchronität
der Stationen 3, 4, 9 und 10 erreicht ist,
werden alle drei Telegramme T1, T2 und T3 weiterhin zeitgleich mit
Bandbreitenreservierung im Kommunikationszyklus versendet. Die dafür erforderliche
Zeitdauer entspricht in vorteilhafter Weise lediglich der längsten Laufzeit,
die für
die Telegramme T1 ... T3 gemessen wurde. Das hat den Vorteil, dass in
einem Kommunikationszyklus lediglich eine geringe Bandbreite für die Uhrzeitsynchronisation
reserviert werden muss und diese somit kaum die Übertragungskapazität des Netzwerks
belastet.
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Anhand 2 soll
der Fall einer Synchronisation über
Domänengrenzen
hinweg verdeutlicht werden. Eine Station 21 und eine Station 22 befinden sich
in einer Domäne 23 bzw.
einer Domäne 24.
Die Station 21 ist diejenige, die in der Domäne 23 mit dem
Aussenden von Telegrammen zur Uhrzeitsynchronisation beginnt. Die
weiteren Teilnehmer der Domäne 23 sind
zur besseren Anschaulichkeit zu einer Teildomäne 231, einer Teildomäne 232 und
einer Teildomäne 233 zusammengefasst
und nicht im Einzelnen dargestellt. Lediglich die Stationen der
Teildomänen 231 sollen
durch die Station 21 zu synchronisieren sein. Dazu sendet
die Station 21 entsprechend dem bereits anhand 1 näher erläuterten
Synchronisationsverfahren zyklisch Telegramme T24 zur Uhrzeitsynchronisation
an die erste zu synchronisierende Station der Teildomänen 231 über einen
Port 212 und eine Leitung 27 aus. Gleichzeitig
mit den Telegrammen T24 sendet die Station 21 Telegramme T23
zur Uhrzeitsynchronisation über
einen Port 211 und eine Leitung 26 an einen Port 221 der
Station 22 in der Domäne 24.
Weitere Stationen, die der Übersichtlichkeit
wegen in 2 ebenfalls nicht im Einzelnen
dargestellt sind, befinden sich in einer Teildomäne 241, einer Teildomäne 242 und
einer Teildomäne 243.
Lediglich die Stationen in der Teildomäne 241 sind mit der
Uhrzeit der Station 21 zu synchronisieren. Sobald die Synchronität zwischen
der Station 22 und der Station 21 hergestellt
ist, sendet diese Telegramme T25 zur Uhrzeitsynchronisation zur
selben Zeit, zu welcher auch die Station 21 Telegramme
T23 und T24 aussendet, an die erste, zu synchronisierende Station
der Teildomäne 241 über einen
Port 222 und eine Leitung 28 aus. Damit beginnt
sich die Welle der Synchronität
auch in dieser Teildomäne 241,
die zur Domäne 24 gehört, fortzupflanzen,
bis eine vollständige
Synchronität
aller zur synchronisierender Stationen hergestellt ist.
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Zeitdiagramme
des Datenverkehrs auf den Leitungen 26, 27 und 28 sind
in 3 dargestellt.
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Das
obere Zeitdiagramm in 3 zeigt die Kommunikation auf
der Leitung 26 (2), das mittlere Zeitdiagramm
diejenige auf der Leitung 27 (2) und das
untere Zeitdiagramm die Kommunikation auf der Leitung 28 (2).
Die Kommunikation ist jeweils in gleiche Kommunikationszyklen Z konstanter
Dauer unterteilt. Zu Beginn eines Kommunikationszyklus Z werden
in einem reservierten Bereich ZR Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation gleichzeitig
von synchronisierenden Stationen ausgesendet. Im Beispiel des Netzwerks
gemäß 2 werden
gemäß 3 auf
der Leitung 26 das Telegramm T23, auf der Leitung 27 das
Telegramm T24 und auf der Leitung 28 das Telegramm T25
ausgesendet, wenn und solange zwischen den beiden Stationen 21 und 22 Synchronität herrscht.
Auf der Leitung 27 schließt sich daran der synchrone
Datenverkehr SD1 in der Domäne 23,
der ebenfalls im reservierten Bereich ZR abgewickelt wird, an. Auf
der Leitung 28 und den weiteren, in 2 nicht
dargestellten Leitungen der Domäne 24 findet
nach der Übertragung
der Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation, beispielsweise des Telegramms
T25 auf der Leitung 28, ein synchroner Datenverkehr SD2
der Domäne 24 statt.
Dabei kann es sich um eine zyklische und eventuell geplante Kommunikation
handeln. Im Kommunikationszyklus Z folgt auf den reservierten Bereich
ZR ein Bereich ZS für
spontane Kommunikation, in welchem beispielsweise IT-Frames übertragen werden
können.
Danach beginnt wieder ein neuer Kommunikationszyklus.
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An
diesem Beispiel wird besonders deutlich, dass durch das zeitgleiche
Aussenden der Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation zwei oder mehr
zeitsynchrone Domänen
unmittelbar miteinander gekoppelt werden können. Somit können Stationen
zeitsynchron gesteuert werden, obwohl sie sich in verschiedenen
Domänen
befinden. Dabei ist mit der synchronen Kopplung der Domänen keine
Einschränkung der
Bandbreite verbunden.
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Die
Stationen 21 und 22, über welche die zeitsynchrone
Kopplung der Domänen 23 und 24 hergestellt
wird, können
bei Beibehaltung ihrer Bandbreiten und physikalischer Trennung der
Domänen 23 und 24 synchron
arbeiten, da auf der Verbindungsleitung 26 nur das Telegramm
T23 zur Uhrzeitsynchronisation versendet wird. Daraus ergibt sich die
Möglichkeit,
bei Bandbreitenproblemen in einer Domäne diese in zwei Domänen aufzuteilen,
ohne dabei die Zeitsynchronität
der Domänen
und somit der Stationen in den beiden Domänen aufzuheben. Aufgrund dieser
Tatsache ist nun beispielsweise folgende Problemsituation in einfacher
Weise auflösbar:
ein Controller hat bei geringer vorgegebener Dauer eines Kommunikationszyklus 100 Stationen uhrzeitsynchron
zu steuern und die Bandbreite auf der Leitung reicht wegen der niedrigen
Dauer des Kommunikationszyklus nicht aus. Zur Lösung dieses Problems kann nun
eine Aufteilung in mehrere synchrone Domänen erfolgen mit beispielsweise
zwei Controllern, die jeweils 50 Geräte steuern oder 10 Controllern
mit jeweils 10 zu steuernden Geräten.