DE102009000759B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines Netzwerkes - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines Netzwerkes Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes. Die Vorrichtung hat zumindest zwei Netzwerk-Knoten mit einer jeweiligen Anzahl gekoppelter Endgeräte; einen Bus mit einer Sendeleitung und einer Empfangsleitung, welcher die Netzwerk-Knoten in einer Verkettungs-Anordnung koppelt; eine mit dem Bus gekoppelte Bus-Steuervorrichtung, welche ein erstes Mittel, welches dazu eingerichtet ist, eine Übertragung von gemäß dem bestimmten Netzwerk definierten ersten Rahmen mit sicherheitsrelevanten Daten und zweiten Rahmen mit nicht-sicherheitsrelevanten Daten in einer vorbestimmten Abfolge als Daten-Spannungssignale über den Bus zu steuern, dabei einen jeweiligen zeitlichen Abstand von zwei jeweiligen über die Sendeleitung und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung übertragenen ersten Rahmen in Abhängigkeit einer bestimmten Abtastrate des Busses durch die gekoppelten Endgeräte einzustellen und eine Übertragung zumindest eines jeweiligen zweiten Rahmens über die Sendeleitung und über die Empfangsleitung innerhalb des jeweiligen zeitlichen Abstands zu steuern, und ein zweites Mittel hat, welches dazu eingerichtet ist, die Daten-Spannungssignale zumindest auf der Sendeleitung oder auf der Empfangsleitung mit zur Spannungsversorgung zumindest eines Netzwerk-Knotens geeigneten Versorgungs-Spannungssignalen zu beaufschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes.
  • Obwohl auf beliebige Bereiche anwendbar, wird die vorliegende Erfindung in Bezug mit einem Flugzeug oder mit einem Passagierflugzeug näher erläutert.
  • Das technische Gebiet der Erfindung betrifft insbesondere die Übertragung von Daten über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes in einem Flugzeug, insbesondere in einer Flugzeugkabine eines Flugzeuges.
  • Für die Übertragung von Daten, insbesondere von sicherheitsrelevanten Daten, wie die sicherheitsrelevanten Steuer- und Audio-Daten, zwischen einem zentralen Steuergerät und einer Mehrzahl in der Flugzeugkabine installierter Endgeräte wird in derzeitigen bestehenden Kabinen-Management-Systemen der Anmelderin, dem so genannten Cabin Intercommunication Data System (CIDS), ein spezieller Datenbus, der so genannte CIDS-Datenbus, eingesetzt.
  • Der derzeitige CIDS-Datenbus basiert auf der Übertragung von Ethernet-Rahmen oder Ethernet-Frames und hat eine Master- oder Bus-Steuervorrichtung, die im zentralen Steuergerät des Flugzeuges angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Netzwerk-Knoten, so genannte Decoder-Encoder-Units (DEU), die als Client arbeiten können.
  • Dazu zeigt 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines herkömmlichen Netzwerkes 1 zur Übertragung von Daten über Netzwerk-Knoten 24. Die Netzwerk-Knoten 24 sind mittels eines Busses 11 mit einer Bus-Steuervorrichtung 14 gekoppelt. Dabei weist der Bus 11 eine Sendeleitung 12 und eine Empfangsleitung 13 auf. Die Sendeleitung 12 und auch die Empfangsleitung 13 sind durch die Netzwerk-Knoten 24 durchgeschleift. An jeden Netzwerk-Knoten 24 sind ein oder mehrere Endgeräte 510 gekoppelt. Dabei sind in dem Ausführungsbeispiel nach 1 nicht-sicherheitsrelevante die Endgeräte 5, 6 an dem Netzwerk-Knoten 2 gekoppelt. Dabei basiert der Bus 11 oder Datenbus auf dem physikalischen 10 MBit/s Ethernet-Layer. Der Kanalzugriff auf die Sendeleitung 12 und die Empfangsleitung 13 erfolgt durch ein statisch a-priori definiertes und deterministisches Zeitschlitzverfahren, das von der Bus-Steuervorrichtung 14 gesteuert wird. In den durch das Zeitschlitzverfahren definierten Zeitschlitzen werden die Daten für die an die Netzwerk-Knoten 24 gekoppelten Endgeräte 510 mittels Rahmen oder Daten-Rahmen (Frames) übertragen.
  • Neben den sicherheitsrelevanten Daten, wie beispielsweise sicherheitsrelevanten Steuerdaten, kann ein jeweiliger Rahmen auch nicht-sicherheitsrelevante Audio-Daten aufweisen, die als Broadcast an alle mit dem Bus 11 gekoppelten Netzwerk-Knoten 24 übertragen werden. Dabei ist der zeitliche Abstand zweier Zeitschlitze so festgelegt, dass er exakt einer Inversen der Abtastrate der Audio-Daten entspricht. Durch den Aufbau des CIDS-Datenbusses und des verwendeten statisch a-priori definierten und deterministischen Zeitschlitzverfahrens werden die sicherheitsrelevanten Daten mit hoher Synchronität und zeitlich deterministisch mit minimaler Latenzzeit an alle gekoppelten Endgeräte 510 übertragen. Dies ist erforderlich, um Hall-Effekte und Echo-Effekte bei der Wiedergabe der Audio-Daten über die zahlreichen Lautsprecher in der Flugzeugkabine zu vermeiden. Der Datenbus oder Bus 11 ist weiter hoch zuverlässig, da der Ausfall einzelner Netzwerk-Knoten 24 keine Auswirkung auf die Datenübertragung an die verbleibenden Netzwerk-Knoten hat, da die Datenleitungen, die Sendeleitung 12 und die Empfangsleitung 13 durch die Netzwerk-Knoten 24 durchgeschleift werden und nicht durch aktive Treiberbausteine durchgeführt werden. Allerdings ist es mit dem derzeitigen Datenbus nachteiligerweise nicht möglich, auch IP-Datenpakete über diesen CIDS-Datenbus zu übertragen.
  • Weiter wird in der Flugzeugkabine vermehrt der AFDX(Avionics Full DupleX)-Switched-Ethernet-Datenbus für die Übertragung der sicherheitsrelevanten Daten eingesetzt. Dieser Datenbus ist in der ARINC Norm 665 spezifiziert und nutzt das IP-Protokoll für die Datenübertragung.
  • Die AFDX-Netzwerktopologie besteht aus einem oder mehreren Switchen, an denen die Endgeräte angeschlossen sind. Die Datenübertragung zwischen zwei Endgeräten erfolgt dabei stets über zumindest einen dieser AFDX-Switche.
  • Durch diese spezifische, auf den AFDX-Switchen basierte Netzwerktopologie kommt es bei einer Ende-zu-Ende-Übertragung zwischen zwei Endgeräten nachteiligerweise zu unterschiedlichen Latenzzeiten und zu Jitter-Effekten, da die Daten in jedem Switch zumindest kurzzeitig zwischengespeichert werden müssen. Die Dauer der Zwischenspeicherung in den jeweiligen Netzwerk-Knoten hängt maßgeblich von der Auslastung des Netzwerkes ab und ist damit a priori nicht bekannt. Die Dauer der Zwischenspeicherung ist durch eine statische, a priori definierte Konfiguration der Datenströme begrenzt, so dass keine Daten verworfen werden und ein Quasi-Determinismus gewährleistet wird.
  • Wie oben bereits ausgeführt, erlaubt der derzeitige CIDS-Datenbus nachteiligerweise keine Übertragung von IP-Datenpaketen. Weiter ist der AFDX-Datenbus aufgrund der unterschiedlichen Latenzzeiten und der Jitter-Effekte bei der Datenübertragung zu den Endgeräten nicht für eine synchrone Übertragung der Audio-Daten zu allen Lautsprechern in der Kabine geeignet.
  • Weiter ist es wünschenswert, einen Ethernet-Datenbus höherer Datenübertragungsrate, beispielsweise 100 Mbit/s, einsetzen zu können, insbesondere auch um neue oder zusätzliche Funktionen zu integrieren. Ein Beispiel für einen solchen Ethernet-Datenbus höherer Datenübertragungsrate ist der 100BaseT-Ethernet-Datenbus. Bei dem 100BaseT-Ethernet-Datenbus ist es allerdings erforderlich, das Datensignal in jedem Netzwerk-Knoten zu verstärken oder zu regenerieren. Dies ist notwendig, da die physikalische Signalcharakteristik der Datensignale bei dem 100BaseT-Ethernet-Datenbus ohne eine Verstärkung durch das Durchschleifen durch die Netzwerk-Knoten stark verfälscht werden würde. Diese Signalverfälschung würde sich mit jedem Durchschleifen durch einen Netzwerk-Knoten aufsummieren, so dass ein gesicherter Empfang der Datensignale in den hinteren oder nachgeschalteten Netzwerk-Knoten des Datenbusses nicht mehr gewährleistet wäre.
  • Weil über die Netzwerk-Knoten auch sicherheitsrelevante Daten oder Datensignale übertragen werden, sind die Netzwerk-Knoten sicherheitskritische Geräte des Flugzeuges und sind daher mit einer redundanten Spannungsversorgung neben der herkömmlichen einfachen Kopplung an die Bord-Spannungsversorgung mittels Kabel und Stecker auszustatten.
  • Herkömmlicherweise wird zur redundanten Spannungsversorgung eine zweite Koppelung mittels Kabel und Stecker an die Bord-Spannungsversorgung vorgesehen.
  • Diese redundante Spannungsversorgung erfordert allerdings die angesprochene zusätzliche Verkabelung, welche zusätzliche Kosten für das Material, die Montage und den notwendigen Service verursacht.
  • Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Übertragung von sicherheitsrelevanten Daten, wie CIDS-Datenrahmen, und nicht-sicherheitsrelevanten Daten, wie IP-Paketen, über einen gemeinsamen Datenbus in einem Flugzeug zu verbessern und zugleich eine kostengünstige Lösung für eine redundante Spannungsversorgung der Netzwerk-Knoten zu schaffen.
  • Die Druckschrift DE 10 2006 004 191 B4 beschreibt ein deterministisches Kommunikationssystem zum Austausch von Audio-Daten zwischen mehreren Teilnehmern. Bei diesem Kommunikationssystem werden Audio-Datensätze durch einen Teilnehmer über einen Datenbus in einer Audiosample-Zeit, welche einer Zeitspanne zwischen einem ersten Synchronisierungssignal und einem zweiten Synchronisierungssignal entspricht, während einer Nutzdatenphase übertragen.
  • Die Druckschrift US 7,009,996 B1 zeigt ein Verfahren und ein System zum periodischen und nichtperiodischen Übertragen von Daten über einen Datenbus eines Flugzeuges.
  • Weiterhin zeigt die Druckschrift US 4,907,222 A ein Multiplexsystem für ein Fahrzeug.
  • Ferner beschreibt die Druckschrift US 4,663,499 A ein Verfahren zum Übertragen von Nachrichten zwischen einer zentralen Station und verschiedenen entfernten Stationen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
  • Demgemäß wird eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes vorgeschlagen, welche aufweist:
    • – zumindest zwei Netzwerk-Knoten mit einer jeweiligen Anzahl gekoppelter Endgeräte;
    • – einen Bus mit einer Sendeleitung und einer Empfangsleitung, welcher die Netzwerk-Knoten in einer Verkettungs-Anordnung koppelt;
    • – eine mit dem Bus gekoppelte Bus-Steuervorrichtung, welche aufweist: ein erstes Mittel, welches dazu eingerichtet ist, eine Übertragung von gemäß dem bestimmten Netzwerk definierten ersten Rahmen mit sicherheitsrelevanten Daten und zweiten Rahmen mit nicht-sicherheitsrelevanten Daten in einer vorbestimmten Abfolge als Daten-Spannungssignale über den Bus zu steuern, dabei einen jeweiligen zeitlichen Abstand von zwei jeweiligen über die Sendeleitung und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung übertragen ersten Rahmen in Abhängigkeit einer bestimmten Abtastrate der Audio-Daten durch die gekoppelten Endgeräte einzustellen und eine Übertragung zumindest eines jeweiligen zweiten Rahmens über die Sendeleitung und über die Empfangsleitung innerhalb des jeweiligen zeitlichen Abstand zu steuern, und ein zweites Mittel, welches dazu eingerichtet ist, die Daten-Spannungssignale zumindest auf der Sendeleitung oder auf der Empfangsleitung mit zur Spannungsversorgung zumindest eines Netzwerk-Knotens geeigneten Versorgungs-Spannungssignalen zu beaufschlagen.
  • Das jeweilige Mittel, erstes Mittel und zweites Mittel, kann hardwaretechnisch oder auch hardware- und softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann das jeweilige Mittel als Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder Microprozessor, Einrichtung oder auch als Teil eines Systems, zum Beispiel als Computer-System, ausgebildet sein. Bei einer hardware- und softwaretechnischen Implementierung kann das jeweilige Mittel als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.
  • Des Weiteren wird ein Flugzeug mit einer wie oben beschriebenen Vorrichtung zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes vorgeschlagen.
  • Ferner wird ein Verfahren zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes vorgeschlagen, welche folgende Schritte hat:
    • – Koppeln der Netzwerk-Knoten mit einer jeweiligen Anzahl gekoppelter Endgeräte mittels eines Busses mit einer Sendeleitung und einer Empfangsleitung in einer Verkettungs-Anordnung;
    • – Bereitstellen einer ersten Anzahl von gemäß dem bestimmten Netzwerk definierten ersten Rahmen, welche jeweils sicherheitsrelevante Daten aufweisen;
    • – Bereitstellen einer zweiten Anzahl von gemäß dem bestimmten Netzwerk definierten zweiten Rahmen, welche jeweils nicht-sicherheitsrelevante Daten aufweisen; und
    • – Übertragen der bereitgestellten ersten Rahmen und der bereitgestellten zweiten Rahmen als Daten-Spannungssignale über den Bus in einer vorbestimmten Abfolge, wobei ein jeweiliger zeitlicher Abstand von zwei jeweiligen über die Sendeleitung und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung übertragenen ersten Rahmen in Abhängigkeit einer bestimmten Abtastrate der Audio-Daten durch die gekoppelten Endgeräte eingestellt ist und innerhalb des jeweiligen zeitlichen Abstandes zumindest ein jeweiliger zweiter Rahmen über die Sendeleitung und über die Empfangsleitung übertragen wird; und
    • – Beaufschlagen der Daten-Spannungssignale zumindest auf der Sendeleitung oder auf der Empfangsleitung mit zur Spannungsversorgung zumindest eines Netzwerk-Knotens geeigneten Versorgungs-Spannungssignalen.
  • Das Netzwerk ist vorzugsweise als ein Ethernet-Netzwerk, insbesondere als 100 MBit/s Ethernet-Netzwerk ausgebildet. Die Netzwerk-Knoten sind an die herkömmliche Bord-Spannungsversorgung des Flugzeuges mittels Stecker und Kabel gekoppelt.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine gemeinsame Übertragung von sicherheitsrelevanten Daten mit fest definiertem Zeitabstand bei minimaler Latenz und bei minimalem Jitter und von nicht-sicherheitsrelevanten Daten, wie beispielsweise IP-Datenpaketen, und zugleich eine redundante Spannungsversorgung für zumindest einen Netzwerk-Knoten durch die Versorgungs-Spannungssignale bereitgestellt werden kann.
  • Dabei wird das zweite Mittel der Bus-Steuervorrichtung aus der Not-Spannungsversorgung des Flugzeuges gespeist, so dass auch bei Ausfall der normalen Spannungsversorgung oder Bord-Spannungsversorgung im Flugzeug die Not-Spannung der Not-Spannungsversorgung dem zweiten Mittel zur Verfügung steht und damit auch die Versorgungs-Spannungssignale bei Ausfall der Bord-Spannungsversorgung bereitgestellt werden können. Über die Not-Spannungsversorgung werden alle sicherheitsrelevanten Systeme und Geräte im Flugzeug versorgt. Die Versorgungs-Spannungssignale werden dabei auf die Daten-Spannungssignale beaufschlagt und über den Bus übertragen.
  • In dem jeweiligen Netzwerk-Knoten können die Versorgungs-Spannungssignale und die Daten-Spannungssignale durch geeignete Einrichtungen oder Auskoppeleinrichtungen getrennt werden. Dann kann das über den Bus bereitgestellte Versorgungs-Spannungssignal an die wesentlichen Komponenten im Netzwerk-Knoten, beispielsweise einer Verstärkungseinrichtung oder einer Auswahl der gekoppelten Endgeräte, weitergeleitet werden, die insbesondere für die Datenübertragung und Funktionalität des Datenbusses erforderlich sind. Fällt demnach das normale Flugzeug-Spannungsnetzwerk oder Bord-Netzwerk aus oder versagt das jeweilige Spannungsnetzteil des Netzwerk-Knotens, dann werden die wesentlichen Komponenten des Netzwerk-Knotens weiterhin durch die redundante Spannungsversorgung der Ver sorgungs-Spannungssignale versorgt und können somit weiterhin Daten, insbesondere sicherheitskritische Daten, übertragen.
  • Ferner werden die zweiten Rahmen mit den nicht-sicherheitsrelevanten IP-Datenpakete insbesondere im Best-Effort-Verfahren oder -Modus übertragen. Weiter ist die Echtzeit-Fähigkeit der Übertragung der ersten Rahmen mit den sicherheitsrelevanten Daten durch den Einsatz eines Zeitschlitzverfahrens sichergestellt.
  • Durch die Übertragung der ersten Rahmen mit den sicherheitsrelevanten Daten und der zweiten Rahmen mit den nicht-sicherheitsrelevanten Daten über einen gemeinsamen, hybriden Datenbus entfällt die Notwendigkeit, einen zu dem herkömmlichen CIDS-Datenbus parallelen Datenbus für die Übertragung der IP-Pakete zu implementieren. Dadurch können Gewicht, Kosten und der Gesamtaufwand für das Netzwerk des Flugzeugs eingespart werden. Weiter können die Kosten für kundenspezifische Anpassungen reduziert werden, da nur ein einziges Netzwerk, und nicht wie bisher zwei Netzwerke, konfiguriert werden muss.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der jeweilige zeitliche Abstand als ein Zeitschlitz ausgebildet, welcher einer Inversen der Abtastrate der Audio-Daten durch die gekoppelten Endgeräte entspricht.
  • Der erste Rahmen kann neben den sicherheitsrelevanten Daten auch Audio-Daten umfassen, die als Broadcast an alle Netzwerk-Knoten übertragen werden. In einem solchen Fall kann der jeweilige Zeitschlitz des Zeitschlitzverfahrens derart eingestellt werden, dass er einer Inversen der Abtastrate der Audio-Daten durch die Endgeräte entspricht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst der jeweilige Zeitschlitz einen ersten Teil-Zeitschlitz zur Übertragung genau eines ersten Rahmens und einen zweiten Teil-Zeitschlitz zur Übertragung zumindest eines zweiten Rahmens.
  • Die Summe aus dem ersten Teil-Zeitschlitz und dem zweiten Teil-Zeitschlitz ist kleiner als der Zeitschlitz und damit kleiner als der zeitliche Abstand von zwei jeweiligen über die Sendeleitung und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung übertragenen ersten Rahmen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die jeweiligen ersten Rahmen in den jeweiligen ersten Teil-Zeitschlitz mittels eines statischen und deterministischen Zeitschlitzverfahrens über die Sendeleitung und die Empfangsleitung des Busses übertragen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die mittels der Netzwerk-Knoten gekoppelten Endgeräte mittels des statischen und deterministischen Zeitschlitzverfahrens derart gesteuert, dass innerhalb des jeweiligen vorbestimmten Zeitschlitzes eines Zyklus mit einer bestimmten Anzahl von Zeitschlitzen genau ein bestimmtes Endgerät einen ersten Rahmen über die Sendeleitung empfangen kann und genau einen ersten Rahmen über die Empfangsleitung senden kann.
  • Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Zeitschlitze eines Zyklus der Anzahl der mit dem Bus gekoppelter Endgeräte, so dass in jedem Zyklus an jedes Endgerät genau ein erster Rahmen über die Sendeleitung übertragen werden kann und ferner das jeweilige Endgerät genau einen ersten Rahmen über die Empfangsleitung senden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die zweiten Rahmen mittels eines Best-Effort-Verfahrens übertragen werden.
  • Vorteilhafterweise wird durch den Einsatz des Best-Effort-Verfahrens für die Übertragung der zweiten Rahmen die Gesamt-Datenübertragungsrate des Busses maximiert.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weisen die Netzwerk-Knoten jeweilige Verstärkungs-Einrichtungen zur Verstärkung der Signale auf der Sendeleitung und der Empfangsleitung auf, wobei das zweite Mittel die Versorgungs-Spannungssignale derart ausbildet, dass diese zur Spannungsversorgung der Verstärkungs-Einrichtungen der Netzwerk-Knoten geeignet sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung stellt das zweite Mittel die Versorgungs-Spannungssignale derart bereit, dass diese zur Spannungsversorgung der Verstärkungs-Einrichtungen der Netzwerk-Knoten und einer bestimmten Auswahl der gekoppelten Endgeräte geeignet sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung prägt das zweite Mittel die Versorgungs-Spannungssignale auf die Sendeleitung und auf die Empfangsleitung auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung überlagert das zweite Mittel die von dem ersten Mittel bereitgestellten Daten-Spannungssignale den Versorgungs-Spannungssignalen zur Ausbildung modulierter Spannungssignale und koppelt die modulierten Spannungssignale zumindest in die Sendeleitung ein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat der jeweilige Netzwerk-Knoten eine Auskoppeleinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Versorgungs-Spannungssignale aus den über den Bus übertragenen modulierten Spannungssignalen auszukoppeln.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat der jeweilige Netzwerk-Knoten eine Einkoppeleinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die von der Auskoppeleinrichtung ausgekoppelten Versorgungs-Spannungssignale zur Übertragung an den jeweiligen nachgeschalteten Netzwerk-Knoten in den Bus einzukoppeln.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung steuert die Bus-Steuervorrichtung die mittels des Busses gekoppelten Netzwerk-Knoten mittels des Zeitschlitzverfahrens derart, dass innerhalb eines jeweiligen vorbestimmten Zeitschlitzes genau ein bestimmter Netzwerk-Knoten genau einen ersten Rahmen für ein gekoppeltes Endgerät und zumindest einen zweiten Rahmen über die Sendeleitung empfangen kann und genau einen ersten Rahmen eines gekoppelten Endgerätes und zumindest einen zweiten Rahmen über die Empfangsleitung senden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die Bus-Steuervorrichtung und die Netzwerk-Knoten mittels des Busses in der Verkettungs-Anordnung gekoppelt, wobei die Netzwerk-Knoten mittels der Sendeleitung des Busses und mittels der Empfangsleitung des Busses mit der Bus-Steuervorrichtung gekoppelt sind, wobei die Sendeleitung und die Empfangsleitung durch den jeweiligen Netzwerk-Knoten durchgeschleift werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die ersten Rahmen und die zweiten Rahmen als Ethernet-Rahmen ausgebildet, wobei das bestimmte Netzwerk vorzugsweise als Ethernet-Netzwerk, besonders bevorzugt als 100BaseT-Ethernet-Netzwerk, ausgebildet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird ein jeweiliger erster Rahmen ausgebildet aus:
    • – einem ersten Feld mit einer Ethernet-Präambel;
    • – einem zweiten Feld mit Audio-Daten, insbesondere mit Audio-Broadcast-Daten;
    • – einem dritten Feld mit einer Adresse, welche zumindest das jeweilige Endgerät des jeweiligen Netzwerk-Knotens angibt;
    • – einem vierten Feld mit den sicherheitsrelevanten Daten; und
    • – einem fünften Feld mit einer Ethernet-Prüfsumme.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die Adresse des dritten Feldes des ersten Rahmens als ein Adress-Tupel ausgebildet, wobei ein erstes Glied des Adress-Tupels den jeweiligen Netzwerk-Knoten adressiert und ein zweites Glied des Adress-Tupels das jeweilige Endgerät des jeweiligen Netzwerk-Knotens adressiert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird ein jeweiliger zweiter Rahmen ausgebildet aus:
    • – einem ersten Feld mit einer Ethernet-Präambel;
    • – einem zweiten Feld mit einer Adresse, welche zumindest einen jeweiligen Netzwerk-Knoten angibt;
    • – einem dritten Feld mit einem IP-Datenpaket; und
    • – einem vierten Feld mit einer Ethernet-Prüfsumme.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung überträgt die Bus-Steuervorrichtung innerhalb eines Zyklus mit der Anzahl N2 von Zeitschlitzen jeweils zumindest einen ersten Rahmen an das jeweilige, mittels des zweiten Gliedes des Adress-Tupels des vierten Feldes des ersten Rahmens adressierte Endgerät über die Sendeleitung in einem jeweiligen Zeitschlitz des Zyklus.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat der jeweilige Netzwerk-Knoten eine Switch-Einrichtung, welche zwischen der Auskoppeleinrichtung und der Einkoppeleinrichtung angeordnet ist, wobei die Switch-Einrichtung einen jeweiligen ersten Rahmen in Abhängigkeit des zweiten Gliedes des Adress-Tupels an das entsprechende adressierte Endgerät weiterleitet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das zweite Mittel der Bus-Steuervorrichtung zur Energieversorgung mit einer Not-Energieversorgung des Flugzeuges gekoppelt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die mittels des Busses gekoppelten Netzwerk-Knoten mittels des Zeitschlitzverfahrens von der Bus-Steuervorrichtung derart gesteuert, dass innerhalb eines jeweiligen vorbestimmten Zeitschlitzes genau ein bestimmter Netzwerk-Knoten genau einen ersten Rahmen für ein gekoppeltes Endgerät und zumindest einen zweiten Rahmen über die Sendeleitung empfangen kann und genau einen ersten Rahmen eines gekoppelten Endgerätes und zumindest einen zweiten Rahmen über die Empfangsleitung senden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird derjenige Netzwerk-Knoten in dem jeweiligen Zeitschlitz des Zyklus berechtigt, nach dem Senden des jeweiligen ersten Rahmens des durch das zweite Glied des Adress-Tupels des in dem jeweiligen Zeitschlitz empfangenen ersten Rahmens adressierten Endgerätes einen oder mehrere zweite Rahmen mittels des Best-Effort-Verfahrens über die Empfangsleitung zu senden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung überträgt die Bus-Steuervorrichtung die jeweiligen zweiten Rahmen in einem Broadcast-Modus über den Bus, wobei die gekoppelten Netzwerk-Knoten jeweils die zweiten Rahmen empfangen, das IP-Paket des zweiten Rahmens extrahieren und das IP-Paket an das jeweilige, durch eine IP-Adresse des IP-Paketes adressierte Endgerät weiterleiten, falls das adressierte Endgerät mit dem jeweiligen Netzwerk-Knoten gekoppelt ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die Berechtigung des jeweiligen Netzwerk-Knotens zum Senden der zweiten Rahmen über die Empfangsleitung innerhalb des jeweiligen Zyklus mittels einer Einstellung einer Anzahl an diesen jeweiligen Netzwerk-Knoten zu übertragenden ersten Rahmen eingestellt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
  • Von den Figuren zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer herkömmlichen Vorrichtung zum Übertragen von Daten über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes;
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes gemäß der Erfindung;
  • 3 ein schematisches Schaubild zur Ausbildung der modulierten Spannungssignale aus den Daten-Spannungssignalen und den Versorgungs-Spannungssignalen gemäß der Erfindung;
  • 4 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Netzwerk-Knotens der Vorrichtung nach 2;
  • 5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Übertragen von Daten und Energie über Netzwerk-Knoten eines bestimmten Netzwerkes gemäß der Erfindung;
  • 6 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines ersten Rahmens gemäß der Erfindung;
  • 7 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines zweiten Rahmens gemäß der Erfindung;
  • 8 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Adress-Tupels des ersten Rahmens gemäß 6; und
  • 9 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines zeitlichen Ablaufs der Übertragung der ersten und zweiten Rahmen über den erfindungsgemäßen Bus.
  • In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • In 2 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Übertragen von Daten DS, R1, R2 und Energie VS über Netzwerk-Knoten 24 eines bestimmten Netzwerkes 1 dargestellt.
  • Die Netzwerk-Knoten 24 sind mit einer jeweiligen Anzahl von Endgeräten 510 gekoppelt. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind im Ausführungsbeispiel nach 2 die jeweiligen Netzwerk-Knoten 24 mit jeweils zwei Endgeräten 510 gekoppelt. Beispielsweise ist der Netzwerk-Knoten 2 mit den Endgeräten 5 und 6 gekoppelt. Der Bus 11 zur Koppelung der Netzwerk-Knoten 24 hat eine Sendeleitung 12 und eine Empfangsleitung 13. Der Bus 11 koppelt die Netzwerk-Knoten 24 in einer Verkettungs-Anordnung (Daisy-Chain). Die Sendeleitung 12 und die Empfangsleitung 13 sind vorzugsweise durch die Netzwerk-Knoten 24 durchgeschleift. Zur Verstärkung der Signale auf der Sendeleitung 12 und der Empfangsleitung 13 hat der jeweilige Netzwerk-Knoten 24 vorzugsweise jeweils eine Verstärkungseinrichtung 1520. Weiter ist eine Bus-Steuervorrichtung 14 zur Steuerung des Busses 11 vorgesehen.
  • Die Bus-Steuervorrichtung 14 ist insbesondere in der zentralen Steuervorrichtung des Flugzeuges integriert. Weiter hat die Bus-Steuervorrichtung 14 ein erstes Mittel 21, das dazu eingerichtet ist, gemäß dem bestimmten Netzwerk 1, beispielsweise dem Ethernet-Netzwerk, definierte erste Rahmen R1, beispielsweise LIDS-Rahmen, mit sicherheitsrelevanten Daten D1 und zweite Rahmen R2 mit nicht-sicherheitsrelevanten Daten D2, beispielsweise IP-Datenpakete oder TCP/IP-Datenpakete, als Daten-Spannungssignale DS in einer vorbestimmten Abfolge über den Bus 11 zu übertragen. Die vorbestimmte Abfolge der ersten Rahmen R1 und der zweiten Rahmen R2 kann beispielsweise eine alternierende Abfolge sein.
  • Der jeweilige zeitliche Abstand ZS1–ZS2 von zwei jeweiligen über die Sendeleitung 12 und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung 13 übertragenen ersten Rahmen R1 ist in Abhängigkeit einer bestimmten Abtastrate der Audio-Daten 11 durch die gekoppelten Endgeräte 510 eingestellt. Innerhalb des jeweiligen zeitlichen Abstandes ZS1–ZS2 wird zusätzlich zu einem jeweiligen ersten Rahmen R1 zumindest ein jeweiliger zweiter Rahmen R2 über die Sendeleitung 12 und über die Empfangsleitung 13 übertragen.
  • Vorzugsweise sind auch die Netzwerk-Knoten 24 zu einer solchen Übertragung eingerichtet.
  • Weiter weist die Bus-Steuervorrichtung 14 ein zweites Mittel 22 auf. Das zweite Mittel 22 ist dazu eingerichtet, die Daten-Spannungssignale DS zumindest auf der Sendeleitung 12 mit zur Spannungsversorgung zumindest eines Netzwerk-Knotens 2-5 geeigneten Versorgungs-Spannungssignalen VS zu beaufschlagen.
  • Dabei bildet das zweite Mittel 22 die Versorgungs-Spannungssignale VS zumindest derart aus, dass diese zur Spannungsversorgung der Verstärkungs-Einrichtungen 1520 der Netzwerk-Knoten 24 geeignet sind. Vorzugsweise bildet das zweite Mittel 22 die Versorgungs-Spannungssignale VS allerdings derart aus, dass diese zur Spannungsversorgung der Verstärkungs-Einrichtungen 1520 der Netzwerk-Knoten 24 und einer bestimmten Auswahl der gekoppelten Endgeräte 510 geeignet sind. Die bestimmte Auswahl der gekoppelten Endgeräte 510 umfasst dabei insbesondere die für das Flugzeug sicherheitskritischen Endgeräte 510. Zumindest das zweite Mittel 22 und vorzugsweise das erste und das zweite Mittel 21, 22 werden von einer Not-Spannung NS einer Not-Spannungsversorgungs-Einrichtung 23 des Flugzeugs gespeist.
  • Vorzugsweise kann das zweite Mittel 22 die Versorgungs-Spannungssignale VS auf die Sendeleitung 12 und auf die Empfangsleitung 13 aufprägen. Dabei überlagert das zweite Mittel 22 die von dem ersten Mittel 21 bereitgestellten Daten-Spannungssignale DS den Versorgungs-Spannungssignalen VS zur Ausbildung modulierter Spannungssignale MS. Die modulierten Spannungssignale MS werden zumindest in die Sendeleitung 12 eingekoppelt. Dazu zeigt 3 ein schematisches Schaubild zur Ausbildung der modulierten Spannungssignale MS aus den Daten-Spannungssignalen DS und den Versorgungs-Spannungssignalen VS.
  • Weiter zeigt 4 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Netzwerk-Knotens 2 nach 2.
  • Der in 4 beispielhaft dargestellte Netzwerk-Knoten 2 hat eine Auskoppeleinrichtung 24. Die Auskoppeleinrichtung 24 ist dazu eingerichtet, die Versorgungs-Spannungssignale VS aus den über den Bus 11 übertragenen modulierten Spannungssignalen MS auszukoppeln.
  • Weiter hat der Netzwerk-Knoten 2 eine Einkoppeleinrichtung 25. Die Einkoppeleinrichtung 25 ist dazu eingerichtet, die von der Auskoppeleinrichtung 24 ausgekoppelten Versorgungs-Spannungssignale VS zur Übertragung an den nachgeschalteten Netzwerk-Knoten 3 in den Bus 11 wieder einzukoppeln. Des Wei teren zeigt 4, dass der Netzwerk-Knoten 2 eine Spannungsversorgungs-Einrichtung 27 hat, über welche der Netzwerk-Knoten 2 mit der Bord-Spannung BS gespeist wird. Dabei werden vorzugsweise die Auskoppel-Einrichtung 24, die Einkoppel-Einrichtung 25, die Switch-Einrichtung 26 und das Endgerät 5, beispielsweise ein Prozessor, mit der Bord-Spannung BS mittels der Spannungs-Versorgungseinrichtung 27 über eine jeweilige Stromleitung versorgt. Damit ist auch die Stromversorgung der Auskoppel-Einrichtung 24 und der Einkoppel-Einrichtung 25 redundant ausgebildet, nämlich über das Versorgungs-Spannungssignal VS und die Bord-Spannung BS.
  • Weiter hat der Netzwerk-Knoten 2 eine Switch-Einrichtung 26 oder einen Switch. Die Switch-Einrichtung 26 ist zwischen der Auskoppeleinrichtung 24 und der Einkoppeleinrichtung 25 angeordnet. Dabei leitet die Switch-Einrichtung 26 einen jeweiligen ersten Rahmen R1 in Abhängigkeit des zweiten Gliedes G2 des Adress-Tupels AT an das entsprechende adressierte Endgerät 5 weiter.
  • In 5 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Übertragen von Daten DS, R1–R2 und Energie VS über Netzwerk-Knoten 24 eines bestimmten Netzwerkes 1, beispielsweise eines Ethernet-Netzwerkes, dargestellt.
  • Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Blockschaltbildes in 5 mit Bezug auf die 2 bis 4 und 6 bis 9 erläutert.
  • Dabei zeigen die 6 und 7 schematische Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen eines ersten Rahmens R1 bzw. eines zweiten Rahmens R2 gemäß der Erfindung. Weiter zeigt 8 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Adress-Tupels AT des ersten Rahmens R1 gemäß 6.
  • Des Weiteren zeigt 9 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines zeitlichen Ablaufs der Übertragung der ersten Rahmen R1 und der zweiten Rahmen R2 über den erfindungsgemäßen Bus 11.
  • Das Ausführungsbeispiel nach 9 basiert dabei auf dem Ausführungsbeispiel nach 2 mit den drei Netzwerk-Knoten 24. Die beispielhaften Adressen der Adressfelder F3 der ersten Rahmen R1 und der Adressfelder E2 der zweiten Rahmen R2 basieren auf den Bezugszeichen 24 der einzelnen Netzwerk-Knoten nach 2 und der Bezugszeichen 510 der einzelnen gekoppelten Endgeräte 510 nach 2. Beispielsweise ist der erste Rahmen R1 des ersten Zeitschlitzes ZS1 für das mit dem Netzwerk-Knoten 2 gekoppelte Endgerät 5 bestimmt.
  • Details hierzu werden in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren nach 5 beschrieben, welches die folgenden Verfahrensschritte S1–S5 aufweist:
  • Verfahrensschritt S1:
  • Mit Bezug auf 2 werden die Netzwerk-Knoten 24 mit einer jeweiligen Anzahl gekoppelter Endgeräte 510 mittels eines Busses 11 (Datenbus) in einer Verkettungs-Anordnung gekoppelt. Der Bus 11 hat eine Sendeleitung 12 und eine Empfangsleitung 13.
  • Verfahrensschritt S2:
  • Eine erste Anzahl von gemäß dem bestimmten Netzwerk 1 definierten ersten Rahmen R1, welche jeweils sicherheitsrelevante Daten D1, wie sicherheitsrelevante Steuerdaten, aufweisen, wird bereitgestellt. Die ersten Rahmen R1 sind beispielsweise als CIDS-Rahmen ausgebildet.
  • Mit Bezug auf 6 kann der jeweilige erste Rahmen R1 mittels folgender Felder F1–F5 ausgestaltet sein:
    • – ein erstes Feld F1 mit einer Ethernet-Präambel EP;
    • – ein zweites Feld F2 mit Audio-Daten AD, insbesondere mit Audio-Broadcasting-Daten;
    • – ein drittes Feld F3 mit einer Adresse A1, welche zumindest das jeweilige Endgerät 510 des jeweiligen Netzwerk-Knotens 24 angibt;
    • – ein viertes Feld F4 mit den sicherheitsrelevanten Daten D1; und
    • – ein fünftes Feld F5 mit einer Ethernet-Prüfsumme EC, wie beispielsweise einer Ethernet-CRC.
  • Mit Bezug auf 8 ist die Adresse A1 des dritten Feldes F3 des ersten Rahmens R1 als ein Adress-Tupel AT ausgebildet, wobei ein erstes Glied G1 des Adress-Tupels AT den jeweiligen Netzwerk-Knoten 24 adressiert und ein zweites Glied G2 des Adress-Tupels AT das jeweilige Endgerät 510 des jeweiligen Netzwerk-Knotens 2 adressiert. Diese Art der beispielhaften Adressierung ist auch in 9 – wie oben bereits erläutert – verwendet, so dass das Feld F3 des ersten Rahmens R1 in dem Zeitschlitz ZS1 das Endgerät 5 adressiert, welches mit dem Netzwerk-Knoten 2 gekoppelt ist.
  • Verfahrensschritt S3:
  • Eine zweite Anzahl von gemäß dem bestimmten Netzwerk 1 definierten zweiten Rahmen R2, welche jeweils nicht-sicherheitsrelevante Daten D2, wie beispielsweise IP-Pakete IP aufweisen, wird bereitgestellt.
  • Der jeweilige zweite Rahmen R2 ist vorzugsweise mit Bezug zu 7 mittels folgender Felder E1–E4 ausgebildet:
    • – ein erstes Feld E1 mit einer Ethernet-Präambel EP;
    • – ein zweites Feld E2 mit einer Adresse A2, welche zumindest einen jeweiligen Netzwerk-Knoten 24 angibt;
    • – ein drittes Feld E3 mit einem IP-Datenpaket IP; und
    • – ein viertes Feld E4 mit einer Ethernet-Prüfsumme EC, beispielsweise einer Ethernet-CRC.
  • Verfahrensschritt S4:
  • Die bereitgestellten ersten Rahmen R1 und die bereitgestellten zweiten Rahmen R2 werden als Daten-Spannungssignale DS über den Bus 11 in einer vorbestimmten Abfolge übertragen, wobei ein jeweiliger zeitlicher Abstand ZS1–ZS2 von zwei jeweiligen über die Sendeleitung 12 und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung 13 übertragenen ersten Rahmen R1 in Abhängigkeit einer bestimmten Abtastrate der Audio-Daten 11 durch die gekoppelten Endgeräte 510 eingestellt ist und innerhalb des jeweiligen zeitlichen Abstandes ZS1–ZS2 zumindest ein jeweiliger zweiter Rahmen R2 über die Sendeleitung 12 und über die Empfangsleitung 13 übertragen wird.
  • Vorzugsweise ist der jeweilige zeitliche Abstand ZS1–ZS2 als ein Zeitschlitz ZS1–ZS2 ausgebildet, welcher einer Inversen der Abtastrate der Audio-Daten durch die gekoppelten Endgeräte 510 entspricht.
  • Weiter hat der jeweilige Zeitschlitz ZS1–ZS2 einen ersten Teil-Zeitschlitz T1 (siehe 9) zur Übertragung genau eines ersten Rahmens R1 und einen zweiten Teil-Zeitschlitz T2 (siehe 9) zur Übertragung zumindest eines zweiten Rahmens R2.
  • Die jeweiligen ersten Rahmen R1 werden vorzugsweise in dem jeweiligen ersten Teil-Zeitschlitz T1 mittels eines statischen und deterministischen Zeitschlitzverfahrens über die Sendeleitung 12 und die Empfangsleitung 13 des Busses 11 übertragen. Demgegenüber werden die jeweiligen zweiten Rahmen R2 in dem jeweiligen zweiten Teil-Zeitschlitz T2 vorzugsweise mittels eines Best-Effort-Verfahrens übertragen.
  • Mit Bezug auf 9 kann innerhalb des jeweiligen vorbestimmten Zeitschlitzes ZS1–ZS2 des Zyklus Z mit einer bestimmten Anzahl von Zeitschlitzen ZS1–ZS2 genau ein bestimmtes Endgerät 510 eines ersten Rahmens R1 über die Sendelei tung 12 empfangen und genau einen ersten Rahmen R1 über die Empfangsleitung 13 senden.
  • Vorzugsweise überträgt die Bus-Steuervorrichtung 14 innerhalb eines Zyklus Z mit der Anzahl N2 von Zeitschlitzen ZS1–ZS2 jeweils zumindest einen ersten Rahmen R1 an das jeweilige, mittels des zweiten Gliedes G2 des Adress-Tupels AT des vierten Feldes F4 des ersten Rahmens R1 adressierte Endgerät 510 über die Sendeleitung 12 in einem jeweiligen Zeitschlitz ZS1– ZS2 des Zyklus Z.
  • Derjenige Netzwerk-Knoten 24 ist insbesondere in dem jeweiligen Zeitschlitz ZS1–ZS2 des Zyklus Z berechtigt, nach dem Senden des jeweiligen ersten Rahmens R1 des durch das zweite Glied G2 des Adress-Tupels AT des in dem jeweiligen Zeitschlitz ZS1–ZS2 empfangenen ersten Rahmens R1 adressierten Endgerätes 510 einen oder mehrere zweite Rahmen R2 mittels des Best-Effort-Verfahrens über die Empfangsleitung 12 zu senden.
  • Ferner überträgt die Bus-Steuervorrichtung 14 die jeweiligen zweiten Rahmen R2 in einem Broadcast-Modus über den Bus 11, wobei die gekoppelten Netzwerk-Knoten 24 jeweils die zweiten Rahmen R2 empfangen, das IP-Paket IP des zweiten Rahmens R2 extrahieren und das IP-Paket IP an das jeweilige, durch eine IP-Adresse des IP-Paketes IP adressierte Endgerät 510 weiterleiten, falls das adressierte Endgerät 510 mit dem jeweiligen Netzwerk-Knoten 24 gekoppelt ist.
  • Die Berechtigung des jeweiligen Netzwerk-Knotens 24 zum Senden der zweiten Rahmen R2 über die Empfangsleitung 13 innerhalb des jeweiligen Zyklus Z wird vorzugsweise mittels einer Einstellung einer Anzahl an diesen jeweiligen Netzwerk-Knoten 24 zu übertragenden ersten Rahmen R1 eingestellt.
  • Verfahrensschritt S5:
  • Die Daten-Spannungssignale DS werden zumindest auf der Sendeleitung 12 mit zur Spannungsversorgung zumindest eines Netzwerk-Knotens 25 geeigneten Versorgungs-Spannungssignalen VS beaufschlagt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
  • 1
    Netzwerk
    2–4
    Netzwerk-Knoten
    5–10
    Endgerät
    11
    Bus
    12
    Sendeleitung
    13
    Empfangsleitung
    14
    Bus-Steuervorrichtung
    15–20
    Verstärkungseinrichtung
    21
    erstes Mittel
    22
    zweites Mittel
    23
    Not-Spannungsversorgungseinrichtung
    24
    Auskoppeleinrichtung
    25
    Einkoppeleinrichtung
    26
    Switch-Einrichtung
    27
    Spannungsversorgungs-Einrichtung
    A1
    Adresse
    A2
    Adresse
    AD
    Audio-Daten
    AT
    Adress-Tupel
    BS
    Bord-Spannung
    DS
    Daten-Spannungssignal
    D1
    sicherheitsrelevante Daten
    D2
    nicht-sicherheitsrelevante Daten
    E1
    erstes Feld des zweiten Rahmens
    E2
    zweites Feld des zweiten Rahmens
    E3
    drittes Feld des zweiten Rahmens
    E4
    viertes Feld des zweiten Rahmens
    EP
    Ethernet-Präambel
    EC
    Ethernet-Prüfsonde
    F1
    erstes Feld des ersten Rahmens
    F2
    zweites Feld des ersten Rahmens
    F3
    drittes Feld des ersten Rahmens
    F4
    viertes Feld des ersten Rahmens
    F5
    fünftes Feld des ersten Rahmens
    G1
    erstes Glied des Adress-Tupels
    G2
    zweites Glied des Adress-Tupels
    IP
    IP-Paket
    MS
    modifiziertes Spannungssignal
    NS
    Not-Spannung
    S1–S5
    Verfahrensschritt
    T1
    erster Teil-Zeitschlitz
    T2
    zweiter Teil-Zeitschlitz
    VS
    Versorgungs-Spannungssignal
    Z
    Zyklus
    ZS1–ZS2
    Zeitschlitz

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Übertragen von Daten (DS, R1, R2) und Energie (VS) über Netzwerk-Knoten (24) eines bestimmten Netzwerkes (1), mit: a) zumindest zwei Netzwerk-Knoten (24) mit einer jeweiligen Anzahl gekoppelter Endgeräte (510); b) einem Bus (11) mit einer Sendeleitung (12) und einer Empfangsleitung (13), welcher die Netzwerk-Knoten (24) in einer Verkettungs-Anordnung koppelt; c) einer mit dem Bus (11) gekoppelten Bus-Steuervorrichtung (14), welche aufweist: ein erstes Mittel (21), welches dazu eingerichtet ist, eine Übertragung von gemäß dem bestimmten Netzwerk (1) definierten ersten Rahmen (R1) mit sicherheitsrelevanten Daten (D1) und zweiten Rahmen (R2) mit nicht-sicherheitsrelevanten Daten (D2) in einer vorbestimmten Abfolge als Daten-Spannungssignale (DS) über den Bus (11) zu steuern, dabei einen jeweiligen zeitlichen Abstand (ZS1–ZS2) von zwei jeweiligen über die Sendeleitung (12) und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung (13) übertragenen ersten Rahmen (R1) in Abhängigkeit einer bestimmten Abtastrate der Audio-Daten durch die gekoppelten Endgeräte (510) einzustellen und eine Übertragung zumindest eines jeweiligen zweiten Rahmens (R2) über die Sendeleitung (12) und über die Empfangsleitung (13) innerhalb des jeweiligen zeitlichen Abstand (ZS1–ZS2) zu steuern, und ein zweites Mittel (22), welches dazu eingerichtet ist, die Daten-Spannungssignale (DS) zumindest auf der Sendeleitung (12) oder auf der Empfangsleitung (13) mit zur Spannungsversorgung zumindest eines Netzwerk-Knotens (25) geeigneten Versorgungs-Spannungssignalen (VS) zu beaufschlagen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerk-Knoten (510) jeweilige Verstärkungs-Einrichtungen (1520) zur Verstärkung der Signale auf der Sendeleitung (12) und der Empfangsleitung (13) aufweisen, wobei das zweite Mittel (22) die Versorgungs-Spannungssignale (VS) derart ausbildet, dass diese zur Spannungsversorgung der Verstärkungs-Einrichtungen (1520) der Netzwerk-Knoten (24) geeignet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel (22) die Versorgungs-Spannungssignale (VS) derart bereitstellt, dass diese zur Spannungsversorgung der Verstärkungs-Einrichtungen (1520) der Netzwerk-Knoten (24) und einer bestimmten Auswahl der gekoppelten Endgeräte (510) geeignet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel (22) die Versorgungs-Spannungssignale (VS) auf die Sendeleitung (12) und auf die Empfangsleitung (13) aufprägt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel (22) die von dem ersten Mittel (21) bereitgestellten Daten-Spannungssignale (DS) den Versorgungs-Spannungssignalen (VS) zur Ausbildung modulierter Spannungssignale (MS) überlagert und die modulierten Spannungssignale (MS) zumindest in die Sendeleitung (12) einkoppelt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Netzwerk-Knoten (24) eine Auskoppeleinrichtung (24) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Versorgungs-Spannungssignale (VS) aus den über den Bus (11) übertragenen modulierten Spannungssignalen (MS) auszukoppeln.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Netzwerk-Knoten (24) eine Einkoppeleinrichtung (25) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die von der Auskoppeleinrichtung (24) ausgekoppelten Versorgungs-Spannungssignale (VS) zur Übertragung an den jeweiligen nachgeschalteten Netzwerk-Knoten (3, 4) in den Bus (11) einzukoppeln.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rahmen (R1) und die zweiten Rahmen (R2) als Ethernet-Rahmen ausgebildet sind, wobei das bestimmte Netzwerk (1) bevorzugt als Ethernet-Netzwerk, besonders bevorzugt als 100BaseT-Ethernet-Netzwerk, ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger erster Rahmen (R2) aus folgenden Feldern ausgebildet wird: – ein erstes Feld (F1) mit einer Ethernet-Präambel (EP); – ein zweites Feld (F2) mit Audio-Daten (AD), insbesondere mit Audio-Broadcast-Daten; – ein drittes Feld (F3) mit einer Adresse (A1), welche zumindest das jeweilige Endgerät (510) des jeweiligen Netzwerk-Knotens (24) angibt; – ein viertes Feld (F4) mit den sicherheitsrelevanten Daten (D1); und – ein fünftes Feld (F5) mit einer Ethernet-Prüfsumme (EC).
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger zweiter Rahmen (R2) aus folgenden Feldern ausgebildet wird: – ein erstes Feld (E1) mit einer Ethernet-Präambel (EP); – ein zweites Feld (E2) mit einer Adresse (A2), welche zumindest einen jeweiligen Netzwerk-Knoten (24) angibt; – ein drittes Feld (E3) mit einem IP-Datenpaket (IP); und – ein viertes Feld (E4) mit einer Ethernet-Prüfsumme (EC).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Adresse (A1) des dritten Feldes (F3) des ersten Rahmens (R1) als ein Adress-Tupel (AT) ausgebildet wird, wobei ein erstes Glied (G1) des Adress-Tupels (AT) den jeweiligen Netzwerk-Knoten (24) adressiert und ein zweites Glied (G2) des Adress-Tupels (AT) das jeweilige Endgerät (510) des jeweiligen Netzwerk-Knotens (24) adressiert.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bus-Steuervorrichtung (14) und die Netzwerk-Knoten (24) mittels des Busses (11) in der Verkettungs-Anordnung gekoppelt werden, wobei die Netzwerk-Knoten (24) mittels der Sendeleitung (12) des Busses (11) und mittels der Empfangsleitung (13) des Busses (11) mit der Bus-Steuervorrichtung (14) gekoppelt sind, wobei die Sendeleitung (12) und die Empfangsleitung (13) insbesondere durch den jeweiligen Netzwerk-Knoten (24) durchgeschleift werden.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Netzwerk-Knoten (24) eine Switch-Einrichtung (26) aufweist, welche zwischen der Auskoppeleinrichtung (24) und der Einkoppeleinrichtung (25) angeordnet ist, wobei die Switch-Einrichtung (26) einen jeweiligen ersten Rahmen (R1) in Abhängigkeit des zweiten Gliedes (G2) des Adress-Tupels (AT) an das entsprechende adressierte Endgerät (510) weiterleitet.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel (22) der Bus-Steuervorrichtung (14) zur Energieversorgung mit einer Not-Spannungsversorgungseinrichtung (23) eines Flugzeuges gekoppelt ist.
  15. Verfahren zum Übertragen von Daten (DS, R1, R2) und Energie (VS) über Netzwerk-Knoten (24) eines bestimmten Netzwerkes (1), mit den Schritten: a) Koppeln der Netzwerk-Knoten (24) mit einer jeweiligen Anzahl gekoppelter Endgeräte (510) mittels eines Busses (11) mit einer Sendeleitung (12) und einer Empfangsleitung (13) in einer Verkettungs-Anordnung; b) Bereitstellen einer ersten Anzahl von gemäß dem bestimmten Netzwerk (1) definierten ersten Rahmen (R1), welche jeweils sicherheitsrelevante Daten (D1) aufweisen; c) Bereitstellen einer zweiten Anzahl von gemäß dem bestimmten Netzwerk (1) definierten zweiten Rahmen (R2), welche jeweils nicht-sicherheitsrelevante Daten (D2) aufweisen; und d) Übertragen der bereitgestellten ersten Rahmen (R1) und der bereitgestellten zweiten Rahmen (R2) als Daten-Spannungssignale (DS) über den Bus (11) in einer vorbestimmten Abfolge, wobei ein jeweiliger zeitlicher Abstand (ZS1–ZS2) von zwei jeweiligen über die Sendeleitung (12) und von zwei jeweiligen über die Empfangsleitung (13) übertragenen ersten Rahmen (R1) in Abhängigkeit einer bestimmten Abtastrate der Audio-Daten durch die gekoppelten Endgeräte (510) eingestellt ist und innerhalb des jeweiligen zeitlichen Abstandes (ZS1–ZS2) zumindest ein jeweiliger zweiter Rahmen (R2) über die Sendeleitung (12) und über die Empfangsleitung (13) übertragen wird; e) Beaufschlagen der Daten-Spannungssignale (DS) zumindest auf der Sendeleitung (12) oder auf der Empfangsleitung (13) mit zur Spannungsversorgung zumindest eines Netzwerk-Knotens (25) geeigneten Versorgungs-Spannungssignalen (VS).
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