DE112016002783T5

DE112016002783T5 - Datenübertragungssystem, Datenübertragungsvorrichtung und Datenübertragungsverfahren

Info

Publication number: DE112016002783T5
Application number: DE112016002783.4T
Authority: DE
Inventors: Yuma Hayashi; Daisuke Osagawa; Kazuya INAZUMA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: KR101875362B1; US10382188B2; WO2017126077A1; KR20180011855A; JP6192847B1; DE112016002783B4; CN107852322A; US20180191484A1; JPWO2017126077A1

Abstract

Ein Datenübertragungssystem umfasst: eine erste Datenübertragungsvorrichtung zum Senden mehrerer Datenübertragungsblöcke mit einer Sendepause, die kürzer als eine Zeit ist, die zum Senden eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderlich ist, und eine zweite Datenübertragungsvorrichtung zur Vornahme einer Zeitsynchronisierung mit der ersten Datenübertragungsvorrichtung auf Basis der mehreren Datenübertragungsblöcke, wenn eine Empfangspause der mehreren empfangenen Datenübertragungsblöcke gleich der Sendepause ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem, das eine Zeitsynchronisierung vornimmt, eine Datenübertragungsvorrichtung und ein Datenübertragungsverfahren.
Hintergrund
Bei einem System, bei dem mehrere über ein Netzwerk verbundene Geräte aufeinander abgestimmt betrieben werden, müssen die Steuerzeitpunkte der Geräte aufeinander abgestimmt werden, indem die von den Geräten gemessenen Zeiten in Übereinstimmung gebracht werden. Ein in Übereinstimmung bringen der Steuerzeitpunkte von mehreren Geräten wird als Zeitsynchronisierung bezeichnet.
Beispielsweise wird in einem System, bei dem ein Material zerspant wird während das Material geführt wird, auch dann ein gewünschter Teil des Materials zerspant während das Material gerade geführt wird, wenn die Steuerung, mit der ein Gerät das Material führt, zeitlich auf die Steuerung abgestimmt ist, mit der ein anderes Gerät das Material zerspant.
Dagegen wird jedoch, wenn der zeitliche Ablauf, mit dem das eine Gerät das Material führt, nicht mit dem zeitlichen Ablauf übereinstimmt, mit dem das andere Gerät das Material zerspant, ein von dem gewünschten Teil des Materials verschiedener Teil zerspannt.
In einem System, bei dem eine Zeitsynchronisierung erforderlich ist, kommunizieren im Allgemeinen eine Synchronisationsmastervorrichtung, die einen Master für die Zeitsynchronisierung darstellt, und eine Synchronisationsslavevorrichtung, die einen Slave für die Zeitsynchronisierung darstellt, während eines vorgegebenen Kommunikationszeitintervalls miteinander. Hierbei führt die Synchronisationsslavevorrichtung eine Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmastervorrichtung aus.
Die Genauigkeit der Zeitsynchronisierung nimmt in einigen Fällen jedoch ab, wenn die Sendepause beim Senden von Daten der Synchronisationsmastervorrichtung fluktuiert. Eine fluktuierende Sendepause wird beispielsweise durch eine Fehlfunktion der Synchronisationsmastervorrichtung oder durch eine Störung von einer anderen Vorrichtung bzw. anderen Vorrichtungen als der Synchronisationsmastervorrichtung verursacht.
In dem unten angeführten Patentdokument 1 wird eine verwandte Technik beschrieben, bei der die Zeitsynchronisierungsvorrichtung aufweist: mehrere Schätzzeit-Berechnungseinheiten, die eine Schätzzeit einer jeweiligen Zeitmastervorrichtung von mehreren Zeitmastervorrichtungen, die jeweils eine Referenzzeit übertragen, die eine als Referenz fungierende Zeit angibt, auf Basis der von der jeweiligen Zeitmastervorrichtung übertragenen Referenzzeit und einer Laufzeitverzögerung von der Zeitmastervorrichtung berechnen, und eine Momentanzeit-Berechnungseinheit, die eine Momentanzeit, worunter ein aktueller Zeitpunkt zu verstehen ist, auf Basis mehrerer, von den mehreren Schätzzeit-Berechnungseinheiten berechneter Schätzzeiten berechnet, wobei die Schätzzeit-Berechnungseinheit eine von der jeweiligen Zeitmastervorrichtung übertragene Referenzzeit verwirft, wenn die Referenzzeit während einer Empfangspause empfangen wurde, die gleich einem Schwellwert oder länger ist (Anspruch 5).
Liste der zitierten Dokumente
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-235013

Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
In einem System, bei dem mehrere Geräte über ein Netzwerk verbunden sind, treten unregelmäßig Verzögerungen bei der Datenübertragung auf, die auf Kollisionen zwischen Datenübertragungsblöcken oder ein Einschieben eines anderen Datenübertragungsblocks zwischen zwei Datenübertragungsblöcke zurückzuführen sind.
Die in dem Patentdokument 1 beschriebene Zeitsynchronisierungsvorrichtung vergleicht die Empfangspause der Referenzzeit mit einem Schwellwert und verwirft die Referenzzeit mit einer langen Empfangspause, die einen Hinweis auf das Auftreten einer Kollision zwischen Datenübertragungsblöcken darstellt, wodurch die Genauigkeit der Synchronisation verbessert werden kann.
Da die in dem Patentdokument 1 beschriebene Zeitsynchronisierungsvorrichtung weder einen Fall erkennen kann, bei dem eine Kollision zwischen Datenübertragungsblöcken ständig auftritt, noch einen Fall, bei dem die durch eine Kollision zwischen Datenübertragungsblöcken verursachte Zunahme der Empfangspause sehr gering ist, besteht jedoch ein Problem darin, dass die Genauigkeit der Zeitsynchronisation abnimmt.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Ausgeführten, wobei eine Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Datenübertragungssystems mit verbesserter Zeitsynchronisierung besteht.
Lösung der Problemstellung
Zur Lösung der oben angegebenen Problemstellung und zur Erfüllung der Aufgabe gibt die vorliegende Erfindung ein Datenübertragungssystem an, das aufweist: eine erste Datenübertragungsvorrichtung, um mehrere Datenübertragungsblöcke mit einer Sendepause zu übertragen, die kürzer ist, als eine zum Senden eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit, eine zweite Datenübertragungsvorrichtung, um eine Zeitsynchronisierung mit der ersten Datenübertragungsvorrichtung auf Basis der mehreren Datenübertragungsblöcke vorzunehmen, wenn eine Empfangspause beim Empfangen der Datenübertragungsblöcke gleich der Sendepause ist.
Die zweite Datenübertragungsvorrichtung kann erfassen, wenn die Empfangspause beim Empfangenen mehrerer Datenübertragungsblöcke kürzer als die Sendepause ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Das Datenübertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Verbesserung der Genauigkeit der Zeitsynchronisierung bewirken.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Konfiguration eines Datenübertragungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung von funktionalen Blöcken einer Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Hardwarekonfiguration der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
4 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung von funktionalen Blöcken einer Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Hardwarekonfiguration der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
6 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Abläufe an der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
7 zeigt eine Graphik zur Veranschaulichung eines Formats für einen Datenübertragungsblock, der in dem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform gesendet und empfangen wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Abläufe an der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
9 zeigt eine Graphik zur Veranschaulichung eines ersten Beispiels für eine in dem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform vorgenommene Datenübertragungszeitsteuerung.
10 zeigt eine Graphik zur Veranschaulichung eines zweiten Beispiels für eine in dem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform vorgenommene Datenübertragungszeitsteuerung.
11 zeigt eine Graphik zur Veranschaulichung eines dritten Beispiels für eine in dem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform vorgenommene Datenübertragungszeitsteuerung.
12 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Hardwarekonfiguration eines Hubs des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform
Beschreibung einer Ausführungsform
Nachfolgend werden ein Datenübertragungssystem, eine Datenübertragungsvorrichtung und ein Datenübertragungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung durch die Ausführungsform nicht zwangsweise beschränkt ist.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Konfiguration eines Datenübertragungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
Das Datenübertragungssystem 1 umfasst eine Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2, die zwei oder mehr Datenübertragungsblöcke sendet, einen Hub 3, der mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 über ein Kabel C1 verbunden ist und die von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 empfangenen zwei oder mehr Datenübertragungsblöcke überträgt, und eine Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4, die mit dem Hub 3 über das Kabel C2 verbunden ist, von dem Hub 3 die von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 gesendeten zwei oder mehr Datenübertragungsblöcke empfängt und eine Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 auf Basis der zwei oder mehr Datenübertragungsblöcke vornimmt.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 entspricht einer ersten Datenübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 entspricht einer zweiten Datenübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 sendet an den Hub 3 einen Datenübertragungsblock mit einer in dem Ziel-MAC-Adressen-Feld des Datenübertragungsblocks abgelegten Media-Access-Control-Adresse (MAC-Adresse) der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4.
Der Hub 3 nimmt auf die in dem Ziel-MAC-Adressen-Feld des von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 empfangenen Datenübertragungsblocks abgelegte MAC-Adresse Bezug, um zu bestimmen, dass das Ziel des Datenübertragungsblocks die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 ist, und überträgt den von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 empfangenen Datenübertragungsblock an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4.
Das Datenübertragungssystem 1 weist ferner eine Datenübertragungsvorrichtung 5 auf, die mit dem Hub 3 über ein Kabel C3 verbunden ist, und eine Datenübertragungsvorrichtung 6, die mit dem Hub 3 über ein Kabel C4 verbunden ist.
Die Datenübertragungsvorrichtung 5 sendet an den Hub 3 einen Datenübertragungsblock mit einer in dem Ziel-MAC-Adressen-Feld des Datenübertragungsblocks abgelegten MAC-Adresse der Datenübertragungsvorrichtung 6.
Der Hub 3 nimmt auf die in dem Ziel-MAC-Adressen-Feld des von der Datenübertragungsvorrichtung 5 empfangenen Datenübertragungsblocks abgelegte MAC-Adresse Bezug, um zu bestimmen, dass das Ziel des Datenübertragungsblocks die Datenübertragungsvorrichtung 6 ist, und überträgt den von der Datenübertragungsvorrichtung 5 empfangenen Datenübertragungsblock an die Datenübertragungsvorrichtung 6.
Die graphische Darstellung von 2 veranschaulicht funktionale Blöcke der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 umfasst eine Datenübertragungsblockerzeugungseinheit 21, die mehrere Datenübertragungsblöcke erzeugt, eine Sendepausenmesseinheit 22, die eine Sendepause zwischen den Datenübertragungsblöcken misst, und eine Sendeeinheit 23, die die Datenübertragungsblöcke an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 mit einer Sendepause sendet, die kürzer als die zum Übertragen eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit ist.
Der Minimaldatenübertragungsblock und die zum Senden des Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit werden später beschrieben.
Die Sendepause stellt ein Zeitintervall zwischen einem Zeitpunkt, an dem ein Senden eines Datenübertragungsblocks abgeschlossen ist, und einem Zeitpunkt dar, an dem mit dem Senden eines nachfolgenden Datenübertragungsblocks begonnen wird.
Die graphische Darstellung von 3 veranschaulicht eine Hardwarekonfiguration der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 umfasst die Sendeeinheit 23, eine Zentraleinheit (CPU) 24 und eine Speichereinheit 25. Die Sendeeinheit 23, die CPU 24 und die Speichereinheit 25 sind über einen Bus B1 miteinander verbunden.
In der Speichereinheit 25 sind ein Datenübertragungsblockerzeugungsprogramm 26 und ein Sendepausenmessprogramm 27 gespeichert. Bei der Speichereinheit 25 kann es sich beispielsweise um einen Flash-Speicher (registrierte Marke) handeln.
Das Datenübertragungsblockerzeugungsprogramm 26 ist ein Programm zum Erzeugen mehrerer Datenübertragungsblöcke. Die CPU 24 führt das Datenübertragungsblockerzeugungsprogramm 26 aus, um die Datenübertragungsblockerzeugungseinheit 21 zu implementieren, die mehrere Datenübertragungsblöcke erzeugt.
Die Datenübertragungsblockerzeugungseinheit 21 erzeugt mehrere Datenübertragungsblöcke so, dass die Sendepause zwischen den Datenübertragungsblöcken kürzer ist als die zum Senden des Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit.
Bei dem Sendepausenmessprogramm 27 handelt es sich um ein Programm zum Messen der Sendepause zwischen den Datenübertragungsblöcken. Die CPU 24 führt das Sendepausenmessprogramm 27 aus, um die Sendepausenmesseinheit 22 zu implementieren, die die Sendepause zwischen den Datenübertragungsblöcken misst.
Die Sendeeinheit 23 stellt eine Bitübertragungsschichtschaltung dar, die als Bitübertragungsschicht, bei der es sich um die erste Schicht des OSI-Referenzmodells (Open Systems Interconnection reference model, ISO (International Organization for Standardisation)/IEC (International Electrotechnical Commission) 7498) handelt, fungiert.
Für eine Bitübertragungsschicht zur Datenübertragung wird zum Beispiel das Ethernet (eingetragene Marke; IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) 802.3) verwendet.
Die Sendeeinheit 23 ist über das Kabel C1 mit dem Hub 3 verbunden.
Die Sendeeinheit 23 sendet an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zwei oder mehr Datenübertragungsblöcke mit einer Sendepause, die kürzer ist, als die zum Senden des Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit.
Bei der ersten Ausführungsform weist die Bitübertragungsschicht der Datenübertragung die nachfolgenden Merkmale auf.
Erstens kann die Bitübertragungsschicht der Datenübertragung verzweigt sein. Beispielsweise kann mit der Bitübertragungsschicht der Datenübertragung zusätzlich zu einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung, die mit der ersten Vorrichtung in einer Datenverbindung steht, eine dritte Vorrichtung verbunden sein.
Zweitens kann während der Durchführung einer Datenübertragung eine andere Datenübertragung angehalten werden. Beispielsweise kann während der Durchführung einer Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung die Datenübertragung zwischen der dritten Vorrichtung und einer vierten Vorrichtung angehalten werden.
Drittens kann die zum Senden des Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit festgelegt werden. Bei dem Minimaldatenübertragungsblock handelt es sich um einen Datenübertragungsblock mit der kleinstmöglichen Datenübertragungsblocklänge. Im Ethernet (registrierte Marke) weist der Minimaldatenübertragungsblock eine Länge von 64 Bytes auf. Somit kann beim Ethernet (registrierte Marke) die zum Senden des Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit durch einen Wert definiert werden, der erhalten wird, indem 64 Byte durch eine Datenübertragungsbitrate dividiert werden. Die Bitrate der Datenübertragung kann beispielsweise 100 M Bits pro Sekunde (bps) oder 1000 Mbps betragen.
Das Ethernet (registrierte Marke) stellt lediglich ein Beispiel für die zur Datenübertragung verwendete Bitübertragungsschicht dar, sodass eine Datenübertragungsblocklänge des Minimaldatenübertragungsblocks nicht auf 64 Bytes beschränkt ist.
Viertens ist die Laufzeit einer Datenübertragung konstant, wenn keine Datenübertragungsblockkollisionen auftreten. Datenübertragungsblockkollisionen treten beispielsweise dann nicht auf, wenn während der Durchführung einer Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung keine Datenübertragung zwischen der dritten Vorrichtung und der vierten Vorrichtung aufgebaut wird. Wenn keine Datenübertragungsblockkollisionen auftreten, ist die Laufzeit einer Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung konstant.
Die graphische Darstellung von 4 veranschaulicht funktionale Blöcke der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung eines Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 umfasst eine Empfangseinheit 41, die mehrere Datenübertragungsblöcke empfängt, eine Empfangspausenmesseinheit 42, die eine Empfangspause zwischen den mehreren Datenübertragungsblöcken misst, und eine Synchronisierungseinheit 43, die eine Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 auf Basis der Datenübertragungsblöcke vornimmt, wenn die Empfangspause gleich der Sendepause ist.
Die Empfangspause ist ein Zeitintervall zwischen einem Zeitpunkt, an dem der Empfang eines Datenübertragungsblocks abgeschlossen ist, und einem Zeitpunkt, an dem der Empfang eines nachfolgenden Datenübertragungsblocks beginnt.
Die graphische Darstellung von 5 zeigt die Hardwarekonfiguration der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 umfasst die Empfangseinheit 41, eine CPU 44 und eine Speichereinheit 45. Die Empfangseinheit 41, die CPU 44 und die Speichereinheit 45 sind über einen Bus B3 miteinander verbunden.
Die Empfangseinheit 41 stellt eine Bitübertragungsschichtschaltung dar, die als Bitübertragungsschicht, bei der es sich um die erste Schicht des OSI-Referenzmodells handelt, fungiert. Die Empfangseinheit 41 ist über das Kabel C2 mit dem Hub 3 verbunden.
Die Speichereinheit 45 speichert ein Empfangspausenmessprogramm 46 und ein Synchronisierungsprogramm 47. Die Speichereinheit 45 kann zum Beispiel ein Flash-Speicher (eingetragene Marke) sein.
Das Empfangspausenmessprogramm 46 ist ein Programm zum Messen der Empfangspause zwischen den Datenübertragungsblöcken.
Die CPU 44 führt das Empfangspausenmessprogramm 46 aus, um die Empfangspausenmesseinheit 42 zu implementieren, die die Empfangspause zwischen den Datenübertragungsblöcken misst.
Das Synchronisierungsprogramm 47 ist ein Programm zum Vornehmen einer Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 auf Basis der Datenübertragungsblöcke, wenn die Empfangspause gleich der Sendepause ist.
Die CPU 44 führt das Synchronisierungsprogramm 47 aus, um die Synchronisierungseinheit 43 zu implementieren, die eine Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 auf Basis der Datenübertragungsblöcke vornimmt, wenn die Empfangspause gleich der Sendepause ist.
Als Nächstes wird die Funktionsweise des Datenübertragungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Das Flussdiagramm von 6 veranschaulicht einen Ablauf an der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform. Bei Erhalt einer Anforderung zum Starten der Zeitsynchronisierung startet die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 den in 6 dargestellten Ablauf.
In Schritt S100 erzeugt die Datenübertragungsblockerzeugungseinheit 21 ein Synchronisierungssignal für die Zeitsynchronisation. Bei dem Synchronisierungssignal kann es sich beispielsweise um ein Signal einer Referenzzeit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2, auf der die Zeitsynchronisierung basiert, handeln. Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 kann eine Zeitsynchronisation vornehmen, indem als Zeitpunkt, zu dem ein Datenübertragungsblock von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 empfangen wird, ein Zeitpunkt gesetzt wird, der erhalten wird, indem eine Datenübertragungslaufzeit zu dem Synchronisationssignal addiert wird.
In Schritt S102, erzeugt die Datenübertragungsblockerzeugungseinheit 21 mehrere Datenübertragungsblöcke F1 und F2. Die Datenübertragungsblockerzeugungseinheit 21 erzeugt den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 so, dass die Sendepause zwischen den Datenübertragungsblöcken F1 und F2 kürzer als die Zeit ist, die zum Senden des Minimaldatenübertragungsblocks in der Bitübertragungsschicht der Datenübertragung erforderlich ist.
Die Graphik von 7 veranschaulicht ein Format eines Datenübertragungsblocks, der in dem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform gesendet und empfangen wird.
Jeder der Datenübertragungsblöcke F1 und F2 weist ein Ziel-MAC-Adressenfeld 52, ein Sendequelle-MAC-Adressenfeld 53, ein Typfeld 54, ein Datenfeld 55 und ein Datenübertragungsblockprüfzeichenfeld 56 (FCS-Feld; von engl.: Frame Check Sequence) auf.
In dem Ziel-MAC-Adressenfeld 52, das sechs Bytes lang ist, ist die MAC-Adresse der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 gespeichert.
In dem Quellen-MAC-Adressenfeld 53, das sechs Bytes lang ist, ist die MAC-Adresse der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 gespeichert.
In dem Typfeld 54 ist eine Bitfolge gespeichert, die ein Protokoll einer Schicht über der Bitübertragungsschicht der Datenübertragung spezifiziert.
In dem Datenfeld 55, dessen Länge zwischen 46 Bytes und 1500 Bytes variiert, sind die zu sendenden Daten gespeichert.
Die Datenübertragungsblockerzeugungseinheit 21 legt das in Schritt S100 erzeugte Synchronisationssignal in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F1 ab.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Synchronisationssignal an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 gesendet werden kann, bevor die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 mit dem in 6 dargestellten Ablauf beginnt.
In dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F2 wird eine von der Sendepausenmesseinheit 22 gemessene Sendepause T0 abgelegt.
In dem vier Bytes langen FCS-Feld 56 ist eine Bitfolge für eine Überprüfung gespeichert, ob in dem Datenübertragungsblock F1 oder dem Datenübertragungsblock F2 ein Übertragungsfehler vorliegt. Das FCS-Feld 56 speichert eine zyklische Datenübertragungsblockprüfung (CRC; von engl.: cyclic redundancy check), die aus den Bitfolgen berechnet wird, die in dem Ziel-MAC-Adressenfeld 52, dem Sendequelle-MAC-Adressenfeld 53, dem Typfeld 54 und dem Datenfeld 55 abgelegt sind.
Daher beträgt die minimale Länge des Datenübertragungsblocks F1 als auch des Datenübertragungsblocks F2 64 Bytes und deren maximale Länge 1518 Bytes.
Wie aus 6 ferner ersichtlich misst die Sendepausenmesseinheit 22 in Schritt S104 die Sendepause T0 zwischen dem Datenübertragungsblock F1 und dem Datenübertragungsblock F2. Die Sendepausenmesseinheit 22 legt die gemessene Sendepause T0 in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F2 ab.
In Schritt S106 sendet die Sendeeinheit 23 den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 mit der Sendepause T0, woraufhin der Ablauf endet.
Es wird angemerkt, dass in dem Flussdiagramm von 6 der von der Sendeeinheit 23 ausgeführte Schritt S106 nach dem von der Sendepausenmesseinheit 22 ausgeführten Schritt S104 dargestellt ist. In der Praxis arbeiten die Sendepausenmesseinheit 22 und die Sendeeinheit 23 jedoch parallel.
Daher kann die Sendepausenmesseinheit 22 die Sendepause T0 zwischen dem Datenübertragungsblock F1 und dem Datenübertragungsblock F2 durch überwachen eines Sendestatus des Datenübertragungsblocks F1 und des Datenübertragungsblocks F2 der Sendeeinheit 23 messen. Die Sendepausenmesseinheit 22 legt die Sendepause T0 in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F2 ab.
Das Flussdiagramm von 8 veranschaulicht den Ablauf an der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
In Schritt S200 empfängt die Empfangseinheit 41 von dem Hub 3 den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2.
In Schritt S202 misst die Empfangspausenmesseinheit 42 eine Empfangspause T zwischen dem Datenübertragungsblock F1 und dem Datenübertragungsblock F2.
In Schritt S204 bestimmt die Synchronisierungseinheit 43, ob die Empfangspause T gleich der in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F2 abgelegten Sendepause T0 ist. Die Synchronisierungseinheit 43 setzt den Ablauf mit Schritt S206 fort, wenn sie feststellt, dass die Empfangspause T gleich der Sendepause T0 ist (JA in Schritt S204). Die Synchronisierungseinheit 43 beendet den Ablauf, wenn sie feststellt, dass die Empfangspause T nicht gleich der Sendepause T0 ist (NEIN in Schritt S204).
In Schritt S206 nimmt die Synchronisierungseinheit 43 eine Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 auf Basis des Datenübertragungsblocks F1 und des Datenübertragungsblocks F2 vor.
Die Graphik von 9 veranschaulicht ein erstes Beispiel für eine Datenübertragungszeitsteuerung in dem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beginnt mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F1 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₀. Mit Beginn des Empfangens des Datenübertragungsblocks F1 von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 startet der Hub 3 zum Zeitpunkt t₁ das Übertragen des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnt mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₂.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet das Senden des Datenübertragungsblocks F1 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₃. Mit Abschluss des Empfangs des Datenübertragungsblocks F1 von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet der Hub 3 zum Zeitpunkt t₄ die Übertragung des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beendet das Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₅.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beginnt mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F2 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₆ nach Ablauf der zum Zeitpunkt t₃ beginnenden Sendepause T0.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Sendepause T0 kürzer als die zur Übertragung eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit.
Mit Beginn des Empfangens des Datenübertragungsblocks F2 von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 startet der Hub 3 zum Zeitpunkt t₇ das Übertragen des Datenübertragungsblocks F2 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4.
Da die Laufzeit in dem Netzwerk konstant ist, wenn die Datenübertragungsvorrichtung 5 oder die Datenübertragungsvorrichtung 6 keinen Datenübertragungsblock senden und weder eine Kollision mit noch ein Einschieben zwischen den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 verursachen, ist ein Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt t₄ und dem Zeitpunkt t₇ gleich dem Sendepause T0.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnt mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₈.
Da die Laufzeit in dem Netzwerk konstant ist, wenn die Datenübertragungsvorrichtung 5 oder die Datenübertragungsvorrichtung 6 keinen Datenübertragungsblock senden und weder eine Kollision mit noch ein Einschieben zwischen den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 verursachen, ist die Empfangspause T zwischen dem Zeitpunkt t₅ und dem Zeitpunkt t₈ gleich der Sendepause T0.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet das Senden des Datenübertragungsblocks F2 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₉.
Mit Abschluss des Empfangs des Datenübertragungsblocks F2 von der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet der Hub 3 zum Zeitpunkt t₁₀ das Übertragen des Datenübertragungsblocks F2 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beendet das Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₁₁.
In dem ersten Zeitsteuerungsbeispiel bestimmt die Synchronisierungseinheit 43 der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4, dass die Empfangspause T zwischen dem Zeitpunkt t₅ und dem Zeitpunkt t₈ gleich der Sendepause T0 ist, die in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F2 abgelegt ist, und nimmt eine Zeitsynchronisierung auf Basis einer Datenübertragungslaufzeit Td zwischen dem Zeitpunkt t₀ und dem Zeitpunkt t₂ und dem in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F1 abgelegten Synchronisierungssignal vor.
Konkret addiert die Synchronisierungseinheit 43 der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 die Datenübertragungslaufzeit Td zu der Referenzzeit, die von dem in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F1 abgelegten Synchronisierungssignal übertragen wird, und legt die aus der Addition resultierende Zeit als Zeit der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₂ fest.
Bei dem ersten Zeitsteuerungsbeispiel senden die Datenübertragungsvorrichtung 5 oder die Datenübertragungsvorrichtung 6 keinen Datenübertragungsblock und bewirken somit keine Kollision mit bzw. kein Einschieben zwischen den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 während eines Zeitraums, der zum Zeitpunkt t₀ beginnt, wenn die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F1 beginnt, und zum Zeitpunkt t₁₁ endet, wenn die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 das Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 abschließt. Dies führt dazu, dass die Datenübertragungslaufzeit Td zwischen dem Zeitpunkt t₀ und dem Zeitpunkt t₂, zu dem die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 beginnt, konstant ist.
Hierdurch kann die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 die Zeitsynchronisierung mit großer Genauigkeit vornehmen.
Die Graphik von 10 veranschaulicht ein zweites Beispiel für eine Datenübertragungszeitsteuerung, die in einem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform vorgenommen wird.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beginnt mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F1 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₀.
Zum Zeitpunkt t₂₀ überträgt der Hub 3 gerade einen Datenübertragungsblock C von der Datenübertragungsvorrichtung 5 an die Datenübertragungsvorrichtung 6. Somit kommt es zu einer Kollision zwischen dem Datenübertragungsblock C und dem Datenübertragungsblock F1.
Aus diesem Grund ist es dem Hub 3 nicht möglich, zum Zeitpunkt t₂₀ mit der Übertragung des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zu beginnen.
Der Hub 3 beendet das Übertragen des Datenübertragungsblocks C von der Datenübertragungsvorrichtung 5 an die Datenübertragungsvorrichtung 6 zum Zeitpunkt t₂₁.
Der Hub 3 beginnt mit dem Übertragen des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₂₂.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet das Senden des Datenübertragungsblocks F1 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₃.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnt mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₃.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beginnt mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F2 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₄ nach Ablauf der zum Zeitpunkt t₂₃ beginnenden Sendepause T0.
Der Hub 3 schließt das Übertragen des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₂₅ ab.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 schließt das Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₆ ab.
Der Hub 3 beginnt mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 zum Zeitpunkt t₂₄, der vor dem Zeitpunkt t₂₅ liegt, zu dem die Übertragung des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 abgeschlossen ist. Der Hub 3 beginnt daher mit dem Übertragen des Datenübertragungsblocks F2 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₂₆.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnt mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₇.
Daher ist eine Transferpause T zwischen dem Zeitpunkt t₂₅, wenn der Hub 3 die Übertragung des Datenübertragungsblocks F1 abschließt, und dem Zeitpunkt t₂₆, wenn der Hub 3 mit der Übertragung des Datenübertragungsblocks F2 beginnt, kürzer als das Sendepause T0. In gleicher Weise ist eine Empfangspause T zwischen dem Zeitpunkt t₂₆, wenn die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 das Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 abschließt, und dem Zeitpunkt t₂₇, wenn die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 beginnt, kürzer als die Sendepause T0.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet das Senden des Datenübertragungsblocks F2 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₈.
Der Hub 3 beendet das Übertragen des Datenübertragungsblocks F2 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₂₉.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beendet den Empfang des Datenübertragungsblocks F2 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₃₀.
Bei dem zweiten Zeitsteuerungsbeispiel überträgt der Hub 3 zu dem Zeitpunkt t₂₀, an dem die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F1 beginnt, gerade den Datenübertragungsblock C von der Datenübertragungsvorrichtung 5 an die Datenübertragungsvorrichtung 6. Dadurch ist die Datenübertragungslaufzeit Td zwischen dem Zeitpunkt t₂₀ und dem Zeitpunkt t₂₃, an dem die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnt, den Datenübertragungsblock F1 zu empfangen, länger als die Datenübertragungslaufzeit Td des in 9 veranschaulichten ersten Zeitsteuerungsbeispiels.
Die Übertragung des Datenübertragungsblocks C von der Datenübertragungsvorrichtung 5 zu der Datenübertragungsvorrichtung 6 durch den Hub 3 zum Zeitpunkt t₂₀ führt dazu, dass die Datenübertragungslaufzeit Td länger wird als bei dem ersten Zeitsteuerungsbeispiel und dass die Empfangspause T kürzer wird als bei dem ersten Zeitsteuerungsbeispiel. Daher kann die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 bei dem zweiten Zeitsteuerungsbeispiel die Zeitsynchronisierung nicht mit hoher Genauigkeit vornehmen.
Somit kann die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 in dem zweiten Zeitsteuerungsbeispiel bestimmen, dass die Zeitsynchronisierung nicht mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden kann, indem sie feststellt, dass die Empfangspause T zwischen dem Zeitpunkt t₂₆ und dem Zeitpunkt t₂₇ nicht gleich der Sendepause T0 ist, die in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F2 abgelegt ist. In dem zweiten Zeitsteuerungsbeispiel nimmt die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 daher keine Zeitsynchronisierung vor.
Die Graphik von 11 veranschaulicht ein drittes Beispiel für eine Zeitsteuerung einer Datenübertragung, die in einem Datenübertragungssystem gemäß der ersten Ausführungsform vorgenommen wird.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beginnt mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F1 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₄₀.
Zum Zeitpunkt t₄₀ überträgt der Hub 3 gerade einen Datenübertragungsblock C1 von der Datenübertragungsvorrichtung 5 an die Datenübertragungsvorrichtung 6. Dies bedeutet, dass es zu einer Kollision zwischen dem Datenübertragungsblock C1 und dem Datenübertragungsblock F1 kommt.
Zum Zeitpunkt t₄₀ kann der Hub 3 daher nicht mit dem Übertragen des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnen.
Der Hub 3 beendet das Übertragen des Datenübertragungsblocks C1 von der Datenübertragungsvorrichtung 5 an die Datenübertragungsvorrichtung 6 zum Zeitpunkt t₄₁.
Der Hub 3 beginnt mit dem Übertragen des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₄₂.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet das Senden des Datenübertragungsblocks F1 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₄₃.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnt mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₄₄.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beginnt mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F2 an den Hub 3 zum Zeitpunkt t₄₅ nach Ablauf der zum Zeitpunkt t₄₃ beginnenden Sendepause T0.
Der Hub 3 beendet das Übertragen des Datenübertragungsblocks F1 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₄₆.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beendet das Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₄₇.
Zum Zeitpunkt t₄₇ beginnt der Hub 3 mit dem Übertragen eines von der Datenübertragungsvorrichtung 5 empfangenen Datenübertragungsblocks C2 an die Datenübertragungsvorrichtung 6. Dies führt dazu, dass ein Einschieben des Datenübertragungsblocks C2 zwischen den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 bewirkt wird.
Dadurch ist eine Übertragungspause T zwischen dem Zeitpunkt t₄₆, wenn der Hub 3 das Übertragen des Datenübertragungsblocks F1 abgeschlossen hat, und dem Zeitpunkt t₅₀, wenn der Hub 3 mit dem Übertragen des Datenübertragungsblocks F2 beginnt, länger als die Sendepause T0.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 beendet das Senden des Datenübertragungsblocks F2 zum Zeitpunkt t₄₈.
Der Hub 3 beendet das Übertragen des Datenübertragungsblocks C2 von der Datenübertragungsvorrichtung 5 an die Datenübertragungsvorrichtung 6 zum Zeitpunkt t₄₉.
Der Hub 3 beginnt mit dem Übertragen des Datenübertragungsblocks F2 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₅₀.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beginnt mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₅₁.
Daher ist eine Empfangspause T zwischen dem Zeitpunkt t₄₇, wenn die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 den Empfang des Datenübertragungsblocks F1 abgeschlossen hat, und dem Zeitpunkt t₅₁, wenn die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 beginnt, länger als die Sendepause T0.
Der Hub 3 beendet das Übertragen des Datenübertragungsblocks F2 an die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t₅₂.
Die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 beendet das Empfangen des Datenübertragungsblocks F2 von dem Hub 3 zum Zeitpunkt t₅₃.
Bei dem dritten Zeitsteuerungsbeispiel überträgt der Hub 3 zu dem Zeitpunkt t₄₀, an dem die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 mit dem Senden des Datenübertragungsblocks F1 beginnt, gerade den Datenübertragungsblock C1 von der Datenübertragungsvorrichtung 5 an die Datenübertragungsvorrichtung 6. Dies führt dazu, dass die Datenübertragungslaufzeit Td zwischen dem Zeitpunkt t₄₀ und dem Zeitpunkt t₄₄, an dem die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 mit dem Empfangen des Datenübertragungsblocks F1 beginnt, länger als die Datenübertragungslaufzeit Td bei dem in 9 dargestellten ersten Zeitsteuerungsbeispiel ist. Bei dem dritten Zeitsteuerungsbeispiel kann die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 daher keine Zeitsynchronisierung mit hoher Genauigkeit vornehmen.
Es sei angemerkt, dass, wenn die Datenübertragungsblocklänge des Datenübertragungsblocks C2 sehr kurz ist, die Empfangspause T zufällig gleich dem Sendepause T0 sein kann.
Die Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 sendet den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 jedoch mit einer Sendepause T0, die kürzer als die zum Senden des Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit ist. Daher ist die Empfangspause T zwangsläufig auch dann länger als die Sendepause, wenn der Datenübertragungsblock C2 ein Minimaldatenübertragungsblock ist.
Somit kann die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 in dem dritten Zeitsteuerungsbeispiel bestimmen, dass die Zeitsynchronisierung nicht mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden kann, indem sie feststellt, dass die Empfangspause T zwischen dem Zeitpunkt t₄₇ und dem Zeitpunkt t₅₁ nicht gleich der Sendepause T0 ist, die in dem Datenfeld 55 des Datenübertragungsblocks F2 abgelegt ist. Daher nimmt die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 bei dem dritten Zeitsteuerungsbeispiel keine Zeitsynchronisierung vor.
Es wird darauf hingewiesen, dass, auch wenn in dem dritten Zeitsteuerungsbeispiel der Fall beschrieben wird, der sowohl zur Kollision zwischen dem Datenübertragungsblock C1 und dem Datenübertragungsblock F1 als auch zum Einschieben des Datenübertragungsblocks C2 zwischen den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 führt, in ähnlicher Weise auch der Fall beschrieben werden kann, der nur zu einem Einschieben des Datenübertragungsblocks C2 zwischen den Datenübertragungsblock F1 und den Datenübertragungsblock F2 führt.
Wie oben beschrieben erfolgt bei dem Datenübertragungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine Zeitsynchronisierung nur dann, wenn die Zeitsynchronisierung wie im ersten Zeitsteuerungsbeispiel veranschaulicht mit großer Genauigkeit vorgenommen werden kann, es erfolgt jedoch keine Zeitsynchronisierung, wenn die Zeitsynchronisierung wie in dem zweiten und dem dritten Beispiel veranschaulicht nicht mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden kann.
Das Datenübertragungssystem 1 kann die Genauigkeit der Zeitsynchronisierung somit erhöhen.
Es sei angemerkt, dass, obwohl in der vorangehenden Beschreibung die Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 die Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 vornimmt, auch der Hub 3 die Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 vornehmen kann.
Die graphische Darstellung von 12 veranschaulicht die Hardwarekonfiguration des Hubs des Datenübertragungssystems gemäß der ersten Ausführungsform.
Der Hub 3 weist Kommunikationseinheiten 31-1, 31-2, 31-3 und 31-4, eine CPU 32 und eine Speichereinheit 33 auf. Die Kommunikationseinheiten 31-1, 31-2, 31-3 und 31-4, die CPU 32 und die Speichereinheit 33 sind über einen Bus B2 miteinander verbunden.
Jede der Kommunikationseinheiten 31-1, 31-2, 31-3 und 31-4 stellt eine Bitübertragungsschichtschaltung dar, die als Bitübertragungsschicht fungiert, bei der es sich um die erste Schicht des OSI-Referenzmodells handelt. Die Kommunikationseinheit 31-1 ist über das Kabel C1 mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 verbunden. Die Kommunikationseinheit 31-2 ist über das Kabel C2 mit der Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung 4 verbunden. Die Kommunikationseinheit 31-3 ist über das Kabel C3 mit der Datenübertragungsvorrichtung 5 verbunden. Die Kommunikationseinheit 31-4 ist über das Kabel C4 mit der Datenübertragungsvorrichtung 6 verbunden.
In der Speichereinheit 33 sind ein Übertragungsprogramm 35, das Empfangspausenmessprogramm 46 und das Synchronisierungsprogramm 47 gespeichert. Die Speichereinheit 33 kann beispielsweise ein Flash-Speicher (eingetragene Marke) sein.
Das Übertragungsprogramm 35 ist ein Programm, das auf eine MAC-Adresse Bezug nimmt, die in einem Ziel-MAC-Adressenfeld eines Datenübertragungsblocks abgelegt ist, der von der Kommunikationseinheit 31-1, 31-2, 31-3 oder 31-4 empfangen wurde, und den empfangenen Datenübertragungsblock an eine Zieldatenübertragungsvorrichtung überträgt.
Die CPU 32 führt das Übertragungsprogramm 35 aus, wodurch eine Übertragungseinheit 34 implementiert wird, die den von der Kommunikationseinheit 31-1, 31-2, 31-3 oder 31-4 empfangenen Datenübertragungsblock an die Zieldatenübertragungsvorrichtung überträgt.
Die CPU 32 führt das Empfangspausenmessprogramm 46 aus, wodurch die Empfangspausenmesseinheit 42 implementiert wird, die die Empfangspause zwischen den Datenübertragungsblöcken misst.
Die CPU 32 führt das Synchronisierungsprogramm 47 aus, wodurch die Synchronisierungseinheit 43 implementiert wird, die die Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 auf Basis der Datenübertragungsblöcke vornimmt, wenn die Empfangspause gleich der Sendepause ist.
Der wie oben beschrieben konfigurierte Hub 3 kann eine Zeitsynchronisierung mit der Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung 2 vornehmen.
Die bei der zuvor angeführten Ausführungsform erläuterte Konfiguration veranschaulicht ein Beispiel für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung und kann daher ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen mit anderen öffentlich bekannten Techniken kombiniert, nur teilweise realisiert oder modifiziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Datenübertragungssystem;
2: Synchronisationsmasterdatenübertragungsvorrichtung;
3: Hub;
4: Synchronisationsslavedatenübertragungsvorrichtung;
5, 6: Datenübertragungsvorrichtung;
21: Datenübertragungsblockerzeugungseinheit;
22: Sendepausenmesseinheit;
23: Sendeeinheit;
24, 32, 44: CPU;
25, 33, 45: Speichereinheit;
41: Empfangseinheit;
42: Empfangspausenmesseinheit;
43: Synchronisierungseinheit.

Claims

Datenübertragungssystem, das aufweist: eine erste Datenübertragungsvorrichtung zum Senden mehrerer Datenübertragungsblöcke mit einer Sendepause, die kürzer als eine Zeit ist, die zum Senden eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderlich ist; und eine zweite Datenübertragungsvorrichtung zur Vornahme einer Zeitsynchronisierung mit der ersten Datenübertragungsvorrichtung auf Basis der mehreren Datenübertragungsblöcke, wenn eine Empfangspause der empfangenen Datenübertragungsblöcke gleich der Sendepause ist.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, wobei die Sendepause ein Zeitintervall zwischen einem Zeitpunkt, zu dem ein Senden eines Datenübertragungsblocks abgeschlossen ist, und einem Zeitpunkt ist, zu dem ein Senden eines nachfolgenden Datenübertragungsblocks beginnt, und die Empfangspause ein Zeitintervall zwischen einem Zeitpunkt, zu dem ein Empfangen eines Datenübertragungsblocks abgeschlossen ist, und einem Zeitpunkt ist, zu dem ein Empfangen eines nachfolgenden Datenübertragungsblocks beginnt.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Datenübertragungsvorrichtung aufweist: eine Datenübertragungsblockerzeugungseinheit zum Erzeugen der mehreren Datenübertragungsblöcke; eine Datenübertragungsblockabstandsmesseinheit zum Messen der Sendepause und zum Ablegen der Sendepause in einem der Datenübertragungsblöcke; und eine Sendeeinheit zum Senden der mehreren Datenübertragungsblöcke mit der Sendepause.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Datenübertragungsvorrichtung aufweist: eine Empfangseinheit zum Empfangen der mehreren Datenübertragungsblöcke; eine Datenübertragungsblockabstandsmesseinheit zum Messen der Empfangspause; und eine Synchronisierungseinheit zur Vornahme einer Zeitsynchronisierung mit der ersten Datenübertragungsvorrichtung auf Basis der mehreren Datenübertragungsblöcke, wenn die Empfangspause gleich der Sendepause ist.
Datenübertragungsvorrichtung, die mehrere Datenübertragungsblöcke von einer anderen Datenübertragungsvorrichtung empfängt, die die mehreren Datenübertragungsblöcke mit einer Sendepause sendet, die kürzer als die zum Senden eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit ist, und eine Zeitsynchronisierung mit der anderen Datenübertragungsvorrichtung auf Basis der mehreren Datenübertragungsblöcke vornimmt, wenn eine Empfangspause der mehreren Datenübertragungsblöcke gleich der Sendepause ist.
Datenübertragungsvorrichtung, die mehrere Datenübertragungsblöcke an eine andere Datenübertragungsvorrichtung mit einer Sendepause sendet, die kürzer als eine zum Senden eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit ist, wobei die andere Datenübertragungsvorrichtung die mehreren Datenübertragungsblöcke empfängt und eine Zeitsynchronisierung mit der Datenübertragungsvorrichtung auf Basis der mehreren Datenübertragungsblöcke vornimmt, wenn eine Empfangspause der mehreren Datenübertragungsblöcke gleich der Sendepause ist.
Datenübertragungsverfahren, das durch ein Datenübertragungssystem implementiert wird, das eine erste Datenübertragungsvorrichtung und eine mit der ersten Datenübertragungsvorrichtung in einer Datenverbindung stehende zweite Datenübertragungsvorrichtung aufweist, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt, bei dem die erste Datenübertragungsvorrichtung mehrere Datenübertragungsblöcke mit einer Sendepause sendet, die kürzer als eine zum Senden eines Minimaldatenübertragungsblocks erforderliche Zeit ist; und einen Schritt, bei dem die zweite Datenübertragungsvorrichtung eine Zeitsynchronisierung mit der ersten Datenübertragungsvorrichtung auf Basis der mehreren Datenübertragungsblöcke vornimmt, wenn eine Empfangspause der mehreren empfangen Datenblöcke gleich der Sendepause ist.