DE10342247A1 - Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems - Google Patents

Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems Download PDF

Info

Publication number
DE10342247A1
DE10342247A1 DE2003142247 DE10342247A DE10342247A1 DE 10342247 A1 DE10342247 A1 DE 10342247A1 DE 2003142247 DE2003142247 DE 2003142247 DE 10342247 A DE10342247 A DE 10342247A DE 10342247 A1 DE10342247 A1 DE 10342247A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
communication system
data telegrams
telegrams
data
subscriber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2003142247
Other languages
German (de)
Inventor
Karl-Heinz Krause
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2003142247 priority Critical patent/DE10342247A1/en
Priority to DE112004001551T priority patent/DE112004001551D2/en
Priority to PCT/EP2004/009443 priority patent/WO2005029786A2/en
Publication of DE10342247A1 publication Critical patent/DE10342247A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4637—Interconnected ring systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/427—Loop networks with decentralised control
    • H04L12/433—Loop networks with decentralised control with asynchronous transmission, e.g. token ring, register insertion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine permanente redundante Übertragung von Datentelegrammen auf disjunkten Pfaden insbesondere für hierarchische Ringsysteme bzw. Ringtopologien, wobei zirkulierende Datentelegramme zuverlässig erkannt und vernichtet werden können. Darüber hinaus erfolgt die Aufspaltung auf zwei Datentelegramme an der entsprechenden Verzweigungsstelle transparent, und es entsteht beim Empfänger keine zusätzliche Belastung durch den Empfang zweier identischer Datentelegramme, beispielsweise durch die Zuordnung einer aktuellen Zyklusnummer zu den empfangenen Datentelegrammen in einem zyklischen Kommunikationssystem. In einem nicht zyklischen Kommunikationssystem kann dies durch softwaretechnische Behandlung, beispielsweise der Headerkennung der Datentelegramme, ebenfalls gewährleistet werden. Insbesondere wird darüber hinaus das Verhalten des Kommunikationssystems hinsichtlich "Lernen" von Adressen in den einzelnen Teilnehmern, insbesondere den Switches, für den gesamten übrigen Datenverkehr nicht verändert.The inventive method enables a permanent redundant transmission of data telegrams on disjoint paths, especially for hierarchical ring systems or ring topologies, with circulating data telegrams can be reliably detected and destroyed. In addition, the splitting on two data telegrams at the corresponding branch point is transparent, and there is no additional burden on the receiver by receiving two identical data telegrams, for example by assigning a current cycle number to the received data telegrams in a cyclic communication system. In a non-cyclical communication system, this can also be ensured by software-technical treatment, for example the header identifier of the data telegrams. In particular, the behavior of the communication system with regard to "learning" of addresses in the individual subscribers, in particular the switches, for the rest of the remaining data traffic is not changed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur permanenten redundanten Übertragung von Datentelegrammen in Kommunikationssystemen, insbesondere hierarchischen Ringsystemen. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Kommunikationssystem und einen Teilnehmer eines solchen Kommunikationssystems.The The invention relates to a method for permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical Ring systems. Furthermore, the invention relates to a corresponding communication system and a participant of such a communication system.

Unter einem Kommunikationssystem versteht man ein System mit mehreren Teilnehmern, die mittels Netzwerkverbindungen zum Zweck des gegenseitigen Austausches von Daten bzw. der gegenseitigen Übertragung von Daten untereinander verbunden sind. Die zu übertragenden Daten werden dabei als Datentelegramme verschickt, d.h., die Daten werden zu einem oder mehreren Paketen zusammengepackt und in dieser Form über die Netzwerkverbindungen an die entsprechenden Empfänger gesendet. Man spricht deshalb auch von Datenpaketen. Der Begriff „Übertragung von Daten" wird dabei im weiteren synonym zur oben erwähnten Übertragung von Datentelegrammen oder Datenpaketen verwendet.Under A communication system is a system with several Participants using network connections for the purpose of mutual Exchange of data or the mutual transfer of data between each other are connected. The to be transferred Data is sent as data telegrams, that is, the data are packed into one or more packages and in this form via the Network connections sent to the appropriate recipients. One speaks therefore also of data packages. The term "transmission of data" is used in the following synonymous with the above-mentioned transmission used by data telegrams or data packets.

Teilnehmer eines Kommunikationssystems sind beispielsweise zentrale Automatisierungsgeräte, Programmier-, Projektierungs- und Bediengeräte, Peripheriegeräte wie z.B. Ein-/Ausgabe-Baugruppen, Antriebe, Aktoren, Sensoren, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder andere Kontrolleinheiten, Computer, oder Maschinen, die elektronische Daten mit anderen Maschinen austauschen, insbesondere Daten von anderen Maschinen verarbeiten. Teilnehmer werden auch Netzwerkknoten oder Knoten genannt.Attendees a communication system are, for example, central automation devices, programming, Configuration and HMI devices, peripherals such as. Input / output modules, drives, actuators, sensors, programmable logic controllers Controllers (PLC) or other control units, computers, or Machines that exchange electronic data with other machines, in particular, process data from other machines. Attendees are also called network nodes or nodes.

Unter Kontrolleinheiten werden im Folgenden Regler- oder Steuerungseinheiten jeglicher Art verstanden, aber auch bei spielsweise Koppelknoten (so genannte Switches) und/oder Switch Controller. Als Kommunikationssysteme bzw. Datennetze werden beispielsweise geschaltete Kommunikationssysteme, wie Switched Ethernet, Industrial Ethernet, insbesondere aber auch isochrones Realtime Ethernet, verwendet.Under Controlling units are referred to below as controller or control units understood of any kind, but also for example coupling node (so-called switches) and / or switch controllers. As communication systems or data networks, for example, switched communication systems, such as switched Ethernet, Industrial Ethernet, but especially isochronous real-time Ethernet.

Kommunikationssysteme mit Transferraten > 100 MB/s sind üblicherweise geschaltete Hochleitungsdatennetze und bestehen aus einzelnen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mit so genannten aktiven Knoten oder Koppelknoten, auch Switches genannt, die jeweils zwischen die einzelnen Teilnehmer geschaltet sind. Jeder Koppelknoten weist in der Regel mehrere Ports auf und kann deshalb je nach Port-Anzahl mit der entsprechenden Anzahl von Teilnehmern verbunden sein. Ein Switch kann auch selbst Teilnehmer sein. Diese Koppelknoten oder Switches sind derzeit separate Geräte, die jedoch verstärkt direkt in die angeschlossenen Geräte bzw. Teilnehmer integriert werden. Eine solche, kostengünstige Integration der Switches bzw. Switchfunktionalität in die einzelnen Teilnehmer bzw. Automatisierungsgeräte wird durch die so genannte VLSI-Technologie (Very Large Scale Integration) möglich. Dadurch können bei Kommunikationssystemen wesentlich größere Ausdehnungen bei günstiger Verkabelung erreicht werden, da immer nur von Teilnehmer zu Teilnehmer weiterverbunden wird.communications systems with transfer rates> 100 MB / s are common switched high-speed data networks and consist of individual point-to-point connections with so-called active nodes or coupling nodes, also switches called, each switched between the individual participants are. Each coupling node usually has several ports and Therefore, depending on the port number with the appropriate number of Be connected to participants. A switch can also be a participant be. These coupling nodes or switches are currently separate devices that but reinforced integrated directly into the connected devices or subscribers become. Such, cost-effective Integration of the switches or switch functionality into the individual subscribers or automation devices is achieved by the so-called VLSI technology (Very Large Scale Integration) possible. Thereby can in communication systems much larger expansions at cheaper Wiring can be achieved, since only from participant to participant is further connected.

Bei solchen Kommunikationssystemen mit sehr vielen Teilnehmern, insbesondere bei Linienanordnungen, bringt der aktive Knoten bzw. Switch Probleme mit sich. Fällt ein Teilnehmer aus, so fällt die gesamte Linie aus. Das Gleiche gilt beim Einfügen eines zusätzlichen Teilnehmers, bei der kurzfristig das Kommunikationssystem aufgetrennt werden muss. Wünschenswert wäre das Schließen der Linie mit einem redundanten Pfad zu einem Ring. Bei einem Fehler auf einer Netzwerkverbindung, beispielsweise einer Auftrennung bzw. auch einem Ausfall eines Teilnehmers, könnte der Datenverkehr alternativ über die verbleibenden Netzwerkverbindungen abgewickelt werden. Solche redundanten Pfade führen aber bei selbstständiger Zielfindung und/oder bei Broad-/Multicast-Adressierung zu zirkulierenden Datentelegrammen. Aus diesem Grund wird beim Hochlauf eines Kommunikationssystems dieses auf mögliche Zirkularitäten untersucht und das Kommunikationssystem an einer passenden Stelle logisch aufgetrennt. Der redundante Pfad wird nur im Stand-by-Modus verwendet, d.h. bei Störungen wird im Rahmen einer Neukonfiguration auf die Ersatzpfade umgeschaltet. Der durch diese Umkonfiguration entstehende Betriebsausfall ist jedoch für viele Anwendungen in der Automatisierungstechnik nicht tragbar.at such communication systems with very many participants, in particular with line arrangements, the active node or switch causes problems with himself. falls a participant out, so falls the entire line out. The same is true when inserting a additional Participant, in the short term, the communication system separated must become. Desirable would be that Shut down the line with a redundant path to a ring. In case of an error on a network connection, for example a separation or also In the event of a subscriber failure, the traffic could alternatively be via the remaining network connections are handled. Such redundant Lead paths but with independent Target determination and / or to be circulated in the case of broad / multicast addressing Data telegrams. For this reason, when starting up a communication system this on possible circularity examined and the communication system in an appropriate place logically separated. The redundant path is only in stand-by mode used, i. in case of disturbances is switched to the replacement paths as part of a reconfiguration. Of the However, this is due to this reconfiguration operating failure for many Applications in automation technology not sustainable.

Für die Erkennung von Zirkularitäten in einem Kommunikationssystem ist ein Verfahren bekannt bzw. wird von der Norm IEEE 802.1Q vorgeschrieben. Dieses Verfahren wird auch „Spanning Tree" bzw. „Fast Spanning Tree"-Verfahren genannt. Je einfacher die Topologie eines Kommunikationssystems bzw. je kleiner das Kommunikationssystem ist, umso schneller kann ein Fehler im Kommunikationssystem erkannt und eine dynamische Umkonfiguration durchgeführt werden. Diese Rekonfiguration beinhaltet wiederum eine Überprüfung auf Zirkularitäten innerhalb des Kommunikationsnetzes und dauert, abhängig von der Topologie und Größe, bis in den zweistelligen Sekundenbereich. Für eine Ringanordnung eines Kommunikationssystems sind durch spezielle Verfahren Zeiten unter 1 Sekunde möglich. Solche Zeitdauern sind bisher in den Einsatzbereichen solcher Kommunikationsnetze akzeptabel.For detection of circularities In a communication system, a method is known prescribed by the IEEE 802.1Q standard. This procedure is also called "Spanning Tree "or" Fast Spanning Tree "method called. The simpler the topology of a communication system or the smaller the communication system, the faster detected an error in the communication system and a dynamic reconfiguration carried out become. This reconfiguration again includes a check for circularity within the communication network and lasts, depending on the topology and size, up in the two-digit seconds range. For a ring arrangement of a Communication system times are due to special procedures 1 second possible. Such periods of time have so far been in the fields of application of such communication networks acceptable.

Mit den derzeitigen Verfahren ist jedoch eine zeitlich völlig stoßfreie bzw. transparente Umschaltung beim Auftreten von Fehlern nicht möglich. Um Stoßfreiheit und Transparenz zu gewährleisten, müssen Datentelegramme permanent auf disjunkten Netzwerkpfaden redundant übertragen werden. Eine solche permanente Nutzung redundanter Netzwerkpfade ist bei einer vollständigen Vorabhinterlegung der Wegeinformationen eines Datentelegrammtransfers in allen jeweils beteiligten Teilnehmern des Kommunikationssystems möglich. Ein solches Verfahren ist insbesondere für die isochrone Realtime Ethernet Kommuni kation aus der DE 10058524.8 bekannt. Bei einer Datenkommunikation mit selbstständiger Wegesuche, also einer adressbasierten Datenkommunikation, ist eine Lösung für einfache Ringtopologien, insbesondere bei bzw. für isochrone Realtime Ethernet Kommunikation aus der zum Zeitpunkt dieser Anmeldung noch nicht veröffentlichten deutschen Anmeldung DE 10243384.4 bekannt. So sind unabdingbare Voraussetzungen für eine permanente redundante Übertragung auf disjunkten Pfaden u. a., dass zirkulierende Telegramme zuverlässig erkannt und vernichtet werden können. Darüber hinaus sollte die Aufspaltung auf zwei Telegramme an der Verzweigungsstelle in zwei disjunkte Pfade transparent erfolgen.With the current methods, however, it is not possible to switch over completely or bumplessly in the event of errors. In order to ensure bumplessness and transparency, data telegrams must be permanently transmitted redundantly on disjoint network paths. Such a permanent use of redundant network paths is possible in the case of a complete advance storage of the route information of a data telegram transfer in all participating subscribers of the communication system. Such a method is in particular for the isochronous real-time Ethernet Kommuni cation from the DE 10058524.8 known. In a data communication with autonomous route search, so an address-based data communication, is a solution for simple ring topologies, especially for or for isochronous real-time Ethernet communication from the date of this application not yet published German application DE 10243384.4 known. Thus, indispensable prerequisites for a permanent redundant transmission on disjoint paths, among other things, are that circulating telegrams can be reliably detected and destroyed. In addition, splitting should be transparent on two telegrams at the branch point in two disjoint paths.

Eine solche Lösung insbesondere für hierarchische Ringsysteme bzw. Ringtopologien ist bisher noch nicht bekannt.A such solution especially for Hierarchical ring systems or ring topologies is not yet known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren, ein verbessertes Kommunikationssystem sowie einen verbesserten Teilnehmer des Kommunikationssystems für eine permanente redundante Übertragung von Datentelegrammen insbesondere für hierarchische Ringtopologien anzugeben.Of the The invention is therefore based on the object, an improved method, an improved communication system as well as an improved subscriber of the communication system for a permanent redundant transmission of data telegrams especially for hierarchical ring topologies specify.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden alle diesbezüglichen Anforderungen erfüllt. Insbesondere wird dadurch das Verhalten des Netzes hinsichtlich Lernen von Adressen in den Switches für den gesamten übrigen Verkehr nicht verändert. Unter „Lernen" wird folgendes verstanden: Beim „Lernen" wird in der jeweiligen Adresstabelle des entsprechenden empfangenden Teilnehmers die Adresse des Absenders des empfangenen Datentelegramms und der Port des Teilnehmers eingetragen, über den das jeweilige Datentelegramm empfangen wurde.With the method according to the invention will all be related Requirements fulfilled. In particular, this will affect the behavior of the network Learning addresses in the switches for all other traffic not changed. By "learning" is meant the following: When "learning" is in the respective Address table of the corresponding receiving subscriber the address the sender of the received data telegram and the port of the subscriber registered, over the respective data telegram was received.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für hierarchische Ring-Systeme tauglich, ohne dass es auf irgend einem Pfad zu einer Telegramm-Vervielfachung kommt. Die Basiskonfiguration eines solchen hierarchischen Ring-Systems zeigt 1.The method according to the invention is suitable in particular for hierarchical ring systems, without there being any telegram multiplication on any path. The basic configuration of such a hierarchical ring system shows 1 ,

Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, dass die offenbarten Verfahren in Automatisierungssystemen, insbesondere bei und in Verpackungsmaschinen, Pressen, Kunststoffspritzmaschinen, Textilmaschinen, Druckmaschinen, Werkzeugmaschinen, Robotern, Handlingsystemen, Holzverarbeitungsmaschinen, Glasverarbeitungsmaschinen, Keramikverarbeitungsmaschinen sowie Hebezeugen eingesetzt bzw. verwendet werden können.From it is particularly advantageous over it In addition, the disclosed methods in automation systems, in particular in and in packaging machines, presses, plastic injection machines, Textile machines, printing machines, machine tools, robots, handling systems, Woodworking machines, glass processing machines, ceramic processing machines and hoists can be used or used.

Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Further preferred embodiments the invention with reference to the drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 ein hierarchisches Master-Slave-Ringsystem, 1 a hierarchical master-slave ring system,

2 eine Prinzipskizze zur Ankopplung eines Slave-Rings an einen Master-Ring, 2 a schematic diagram for coupling a slave ring to a master ring,

3,4 Prinzipskizze zur Behandlung von Unicast-Telegrammen, insbesondere Unicast-RRT-Telegrammen, 3 . 4 Schematic diagram for the treatment of unicast telegrams, in particular unicast RRT telegrams,

5,6, 7 und 8 Prinzipskizzen zur Behandlung von Unicast-Telegrammen, insbesondere Unicast-RRT-Telegrammen in Fehlerfällen, und 5 . 6 . 7 and 8th Schematic diagrams for the treatment of unicast telegrams, in particular unicast RRT telegrams in error cases, and

9,10 Prinzipskizze zur Behandlung von Multicast-Telegrammen, insbesondere Multicast-RRT-Telegrammen. 9 . 10 Schematic diagram for the treatment of multicast telegrams, in particular multicast RRT telegrams.

1 zeigt die Basiskonfiguration eines hierarchischen Ring-Systems bzw. einer hierarchischen Ringtopologie. 1 shows the basic configuration of a hierarchical ring system or a hierarchical ring topology.

Das gezeigte, beispielhafte Kommunikationssystem, welches insbesondere zur Echtzeitkommunikation geeignet ist, besteht aus einem Master-Ring, an dem wenigstens ein Slave-Ring (im Prinzip beliebig viele Slave-Ringe) angeordnet sind.The shown, exemplary communication system, which in particular is suitable for real-time communication, consists of a master ring, at least one slave ring (in principle any number of slave rings) are arranged.

2 zeigt das Prinzip der Ankopplung eines Slave-Rings R2 an einen Master-Ring R1. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden für die redundante Ankopplung eines Ringes nur zwei Knoten benötigt. 2 shows the principle of coupling a slave ring R2 to a master ring R1. In the method according to the invention only two nodes are required for the redundant coupling of a ring.

Ein Slave-Ring ist immer über zwei Knoten Kx, Ky (no single point of failure) angekoppelt. Kx und Ky sind immer direkt miteinander verbunden, d.h. es sind keine weiteren Knoten dazwischen. Jeder Port eines Knotens kennt im Register NRT-Control zwei Attribut Bits:
Port gehört zu Ring 1 (r1)
Port gehört zu Ring 2 (r2)
Ein Port kann damit auch zu 2 Ringen gehören.A slave ring is always connected via two nodes Kx, Ky (no single point of failure). Kx and Ky are always connected directly, ie there are no other nodes in between. Each port of a node knows two attribute bits in the register NRT-Control:
Port belongs to Ring 1 (r1)
Port belongs to Ring 2 (r2)
A port can thus also belong to 2 rings.

In einem MAC-Adress-Tabellen-Eintrag gibt es ein M-Bit (Member-Bit) mit der Bedeutung:
dieser Teilnehmer gehört zu dem Slave-Ring der an dem r2-Port angeschlossen ist.In a MAC address table entry there is an M bit (member bit) with the meaning:
this participant belongs to the slave ring which is connected to the r2 port.

Das M-Bit wird immer dann gesetzt, wenn ein Unicast-Telegramm über einen r2-Port empfangen wird und zwar
ein reguläres Telegramm setzt das M-Bit zusätzlich beim Lernen/Aktualisieren,
ein redundant zu übertragendes Telegramm (ein RRT-Telegramm) setzt es ausschließlich.The M bit is set whenever a unicast telegram is received over an r2 port, and indeed
a regular telegram additionally sets the M-bit during learning / updating,
a telegram to be transmitted redundantly (an RRT telegram) sets it exclusively.

In 2 haben also all die Einträge der Knoten Kx und Ky das M-Bit gesetzt, die einen Knoten des Ring 2 adressieren.In 2 So all the entries of nodes Kx and Ky have set the M-bit that addresses a node of ring 2.

Ein Eintrag mit M-Bit "überlebt" eine Rekonfiguration des Ringes. Tritt also an einer Stelle eine Unterbrechung auf und wird deswegen die logische Auftrennung für nicht-RRT-Telegramme an eine andere Stelle verlegt, so bleiben die Einträge bestehen, in das Dest-Port-Feld werden aber immer der r2-Port und der r1-r2-Port eingetragen Damit verändert sich das RRT-Lastprofil auch nicht während einer Rekonfiguration für NRT-Verkehr. Dies ist wichtig für die echtzeitfähige Kommunikation von RRT-Telegrammen.One Entry with M-bit "survives" a reconfiguration of the ring. Occurs so at one point an interruption and Therefore, the logical separation for non-RRT telegrams is moved to another location, this is how the entries stay but the r2 port and always in the dest port field are always the r1-r2 port entered This changes the RRT load profile not even while a reconfiguration for NRT traffic. This is important for the real-time capable Communication of RRT telegrams.

3 und 4 zeigen eine, mit der in 2 beschriebenen Ankopplung erreichbare, Behandlung von Unicast-Telegrammen, insbesondere Unicast-RRT-Telegrammen. 3 and 4 show one with the in 2 described coupling achievable, treatment of unicast telegrams, in particular unicast RRT telegrams.

5,6,7 und 8 zeigen Prinzipskizzen zur Behandlung von Unicast-Telegrammen, insbesondere Unicast-RRT-Telegrammen in Fehlerfällen und eine eventuell notwendige, sichere Telegrammvernichtung. Solche "Fehlerszenarien" können entstehen, wenn

  • • aufgrund einer Leitungsunterbrechung an einem der Ankopplungspunkte nicht gelernt werden kann,
  • • wegen sehr unterschiedlichen Laufzeiten an einem Ankopplungspunkt temporär noch nicht gelernt ist oder,
  • • ein adressierter Teilnehmer an beiden Ankopplungspunkten (noch) nicht gelernt ist.
5 . 6 . 7 and 8th show schematic diagrams for the treatment of unicast telegrams, in particular unicast RRT telegrams in error cases and any necessary, secure telegram destruction. Such "error scenarios" can arise when
  • • can not be learned due to a line interruption at one of the coupling points,
  • • has not yet been learned temporarily due to very different runtimes at a coupling point or,
  • • an addressed participant at both connection points has not (yet) been learned.

Das in den 5,6,7 und 8 gezeigte Verhalten lässt sich durch die in Tabelle 1 beschriebenen Regeln erreichen. Dabei gilt für das Weiterleiten von Unicast-Telegrammen, insbesondere Unicast-RRT-Telegrammen:

  • • Destination-Port-Menge gemäß MAC-Adresse d.h. entweder gemäß Dest-Port-Feld in dem gefunden Tabellen-Eintrag oder gemäß Unicast-Default.
  • • Ist ein Port der Destination-Port-Menge ein r1- oder r2-Port, so wird innerhalb eines Ringes zusätzlich zum anderen r1- bzw. r2-Port weitergeleitet, an einem Schnittknoten Kx oder Ky zusätzlich gemäß Tabelle 1 weitergeleitet. ein X bedeutet, dass ein Telegramm vernichtet wird.
  • • Ist kein Port der Destination-Port-Menge ein r1- oder r2-Port, so gilt ausschließlich der ermittelte nR-Dest-Port.
That in the 5 . 6 . 7 and 8th Behavior shown can be achieved by the rules described in Table 1. The following applies to the forwarding of unicast telegrams, in particular unicast RRT telegrams:
  • • Destination port quantity according to MAC address, ie either according to Dest-Port field in the found table entry or according to unicast default.
  • • If a port of the destination port set is a r1 or r2 port, r1 or r2 ports are forwarded within a ring in addition to the other, and additionally forwarded according to Table 1 at an intersection node Kx or Ky. an X means that a telegram is destroyed.
  • • If no port of the destination port set is an r1 or r2 port, only the determined nR dest port applies.

Figure 00080001
Tabelle 1: Behandlung von Unicast-RRT-Telegrammen
Figure 00080001
Table 1: Treatment of unicast RRT telegrams

9 zeigt eine Prinzipskizze zur Behandlung von Multicast-Telegrammen, insbesondere Multicast-RRT-Telegrammen. 9 shows a schematic diagram for the treatment of multicast telegrams, in particular multicast RRT telegrams.

Die Behandlung für Multicast-Telegramme, insbesondere Multicast-RRT-Telegramme, kann einfacher gestaltet werden, da hier davon ausgegangen werden kann, dass die Menge der Destination Ports bereits vollständig durch das Dest-Port-Feld bzw. durch MC-Default adressiert wird. Die Sonderbehandlung betrifft damit nur die Telegrammvernichtung wie in Tabelle 2 beschrieben.The Treatment for Multicast telegrams, in particular multicast RRT telegrams, can be made simpler, since it can be assumed here that that the amount of destination ports is already completely through the dest-port field or by MC-default is addressed. The special treatment thus concerns only the telegram destruction as described in Table 2.

Figure 00080002
Tabelle 2: Behandlung von Multicast-RRT-Telegrammen
Figure 00080002
Table 2: Treatment of multicast RRT telegrams

Das erfindungsgemäße Verfahren setzt kein Store-and-Forward-Verfahren der Datentelegramme in den Switches voraus, Datentelegramme können auch schnellstmöglich im Cut-through-Verfahren weitergeleitet werden. Zur sicheren Vernichtung von verfälschten zirkulierenden Datentelegrammen muss lediglich ein einziger Switch innerhalb eines Kommunikationssystems, insbesondere einer Ringanordnung im Store-and-Forward-Modus arbeiten.The inventive method does not use a store-and-forward procedure the data telegrams in the switches ahead, data telegrams can also as soon as possible in the cut-through process to get redirected. For the sure destruction of falsified circulating data telegrams need only a single switch within a communication system, in particular a ring arrangement work in store-and-forward mode.

Zusammengefasst ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine permanente redundante Übertragung von Datentelegrammen auf disjunkten Pfaden insbesondere für hierarchische Ringsysteme bzw. Ringtopologien möglich, wobei zirkulierende Datentelegramme zuverlässig erkannt und vernichtet werden können. Darüber hinaus erfolgt die Aufspaltung auf zwei Datentelegramme an der entsprechenden Verzweigungsstelle transparent, und es entsteht beim Empfänger keine zusätzliche Belastung durch den Empfang zweier identischer Datentelegramme, beispielsweise durch die Zuordnung einer aktuellen Zyklusnummer zu den empfangenen Datentelegrammen in einem zyklischen Kommunikationssystem. In einem nicht zyklischen Kommunikationssystem kann dies durch softwaretechnische Behandlung, beispielsweise der Headerkennung der Datentelegramme, ebenfalls gewährleistet werden. Insbesondere wird darüber hinaus das Verhalten des Kommunikationssystems hinsichtlich „Lernen" von Adressen in den einzelnen Teilnehmern, insbesondere den Switches, für den gesamten übrigen Datenverkehr nicht verändert.Summarized is with the inventive method a permanent redundant transmission of data telegrams on disjoint paths, especially for hierarchical Ring systems or ring topologies possible, with circulating Reliable data telegrams can be detected and destroyed. Furthermore splitting takes place on two data telegrams at the corresponding Branching point transparent, and there is no receiver additional Load due to the reception of two identical data telegrams, for example, by assigning a current cycle number to the received data telegrams in a cyclic communication system. In a non-cyclical communication system, this can be done by software engineering Treatment, for example the header identifier of the data telegrams, also guaranteed become. In particular, about it In addition, the behavior of the communication system in terms of "learning" addresses in the individual subscribers, in particular the switches, for all other data traffic not changed.

Claims (8)

Verfahren zum Einspeisen und/oder zum Empfang und/oder zur Weiterleitung von Datentelegrammen in einem Kommunikationssystem, insbesondere zur Echtzeitkommunikation, bestehend aus wenigstens einem ersten Ringsystem mit mehreren Teilnehmern, die mittels Netzwerkpfaden miteinander verbunden sind, und einem zweiten Ringsystem mit mehreren Teilnehmern, die mittels Netzwerkpfaden miteinander verbunden sind, wobei das Kommunikationssystem wenigstens einen ersten und einen zweiten Netzteilnehmer aufweist, die dem ersten Ringsystem und dem zweiten Ringsystem angehören, wobei jeder Teilnehmer des Kommunikationssystems als Sender und/oder Empfänger von Datentelegrammen ausgeprägt und mit einer eindeutigen Adresse ausgestattet ist, wobei Datentelegramme derart redundant übertragen werden, dass auf einer Strecke des Kommunikationssystems ein Datentelegramm höchstens einmal übertragen wird.Method of feeding and / or receiving and / or for forwarding data telegrams in a communication system, in particular for real-time communication, consisting of at least a first ring system with multiple participants using network paths connected to each other, and a second ring system with several Participants connected by network paths wherein the communication system at least a first and a second network subscriber, the first ring system and the belong to the second ring system, wherein each participant of the communication system as a sender and / or receiver of data telegrams pronounced and is provided with a unique address, with data telegrams so redundantly transmitted be that on a route of the communication system, a data telegram at the most once transferred becomes. Teilnehmer für ein Kommunikationssystem, insbesondere zur Echtzeitkommunikation, wobei der Teilnehmer Mittel zur redundanten Übertragung von Datentelegrammen aufweist, die dafür sorgen, dass auf einer Strecke des Kommunikationssystems ein Datentelegramm höchstens einmal übertragen wirdParticipants for a communication system, in particular for real-time communication, wherein the subscriber means for the redundant transmission of data telegrams that's for that ensure that a data telegram is present on a route of the communication system at the most once transferred becomes Teilnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilnehmer ein Netzknoten mit einer integrierten Koppeleinheit ist.Subscriber according to Claim 2, characterized the subscriber has a network node with an integrated coupling unit is. Teilnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Koppeleinheit ein Realtime Ethernet Switch ist.Subscriber according to Claim 3, characterized that the integrated coupling unit is a real-time Ethernet switch is. Teilnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilnehmer ein Automatisierungsgerät ist.Subscriber according to one of claims 2 to 4, characterized in that the subscriber is an automation device. Kommunikationssystem mit mehreren Teilnehmern nach einem der Ansprüche 2 bis 5.Communication system with multiple participants after one of the claims 2 to 5. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kommunikationssystem um ein geschaltetes Kommunikationssystem von einem Ethernet Typ oder einem Realtime Ethernet Typ handelt.Communication system according to Claim 6, characterized that the communication system is a switched communication system Ethernet Type or Realtime Ethernet Type. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssystem ein Automatisierungssystem ist.Communication system according to one of claims 6 or 7, characterized in that the communication system is an automation system is.
DE2003142247 2003-09-11 2003-09-11 Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems Withdrawn DE10342247A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003142247 DE10342247A1 (en) 2003-09-11 2003-09-11 Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems
DE112004001551T DE112004001551D2 (en) 2003-09-11 2004-08-24 Method for handling data telegrams in a communication system, associated communication system and subscribers thereof
PCT/EP2004/009443 WO2005029786A2 (en) 2003-09-11 2004-08-24 Method for handling data messages in a communications system, an appropriate communications system and subscribers thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003142247 DE10342247A1 (en) 2003-09-11 2003-09-11 Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10342247A1 true DE10342247A1 (en) 2005-04-07

Family

ID=34258627

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003142247 Withdrawn DE10342247A1 (en) 2003-09-11 2003-09-11 Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems
DE112004001551T Ceased DE112004001551D2 (en) 2003-09-11 2004-08-24 Method for handling data telegrams in a communication system, associated communication system and subscribers thereof

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112004001551T Ceased DE112004001551D2 (en) 2003-09-11 2004-08-24 Method for handling data telegrams in a communication system, associated communication system and subscribers thereof

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE10342247A1 (en)
WO (1) WO2005029786A2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5218604A (en) * 1990-08-31 1993-06-08 Bell Communications Research, Inc. Dual-hubbed arrangement to provide a protected ring interconnection
DE19715262A1 (en) * 1997-04-12 1998-10-15 Philips Patentverwaltung Local network for reconfiguration in the event of line breaks or node failure
US6154462A (en) * 1997-08-21 2000-11-28 Adc Telecommunications, Inc. Circuits and methods for a ring network

Also Published As

Publication number Publication date
DE112004001551D2 (en) 2006-06-29
WO2005029786A2 (en) 2005-03-31
WO2005029786A3 (en) 2006-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009042354C5 (en) Method and device for safety-related communication in the communication network of an automation system
EP2838220A1 (en) Method for the redundant transmission of messages in an industrial communication network and communication device
EP3932020B1 (en) Method for routing telegrams in an automation network, data structure, automation network and network distributer
EP1472851A2 (en) System and method for analyzing a network and/or generating the topology of a network
WO2003096637A2 (en) Method and system for transmitting data via switchable data networks
DE102017125086A1 (en) Data transmission method and communication network
EP1430689B1 (en) Receipt of data messages in communications systems comprising redundant network paths
EP1509005B1 (en) Method and apparatus for transmitting data over a bus-network using broadcast
EP2484058B1 (en) Addressing method and communication network with such an addressing method
EP2127241B1 (en) Destination port search in networks consisting of coupled subnetworks
EP1540895B1 (en) Method for permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems
EP3963839B1 (en) Network distributor, automation network and method for transmitting data in an automation network
EP1430654A1 (en) Method for creating a static address table and data network
DE10342247A1 (en) Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems
DE10342249A1 (en) Method for the permanent redundant transmission of data telegrams in communication systems, in particular hierarchical ring systems
EP3435179B1 (en) Method for functionally secure exchange of information according to a safety standard
EP3632054B1 (en) Determination of nodes of a local data bus
EP1430647B1 (en) Method for operating a switching node in a data network
EP3676995A1 (en) Master of a bus system
EP1430657B1 (en) Method for creating a dynamic address table for a switching node in a data network and a method for transmitting a data message
DE10237351A1 (en) Method for operating a coupling node in a data network
DE102023112683A1 (en) Station for use in a field network between one or more field devices and a central unit, as well as the associated field network
DE10228822A1 (en) Replacement telegrams for error detection and error avoidance when transmitting real-time critical data

Legal Events

Date Code Title Description
8143 Withdrawn due to claiming internal priority