DE19513316A1

DE19513316A1 - Ethernet-bus system with redundant bus interconnection of single port stations and segmented structuring

Info

Publication number: DE19513316A1
Application number: DE1995113316
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Jantzen; Ruediger Fittje; Thoralf Schulz
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: DE19513316C2

Abstract

A segmentable Ethernet-bus system using n(greater than unit) bus-lines for redundant networking of single-port stations with control output and a communications port. To provide a bus system independent of media and topology as well as fully conforming to standards, bidirectional multiplexers (3) with a multiplexed port (31) and n-line ports (33l-33n) and a control port (32) are used. At least one observation or surveillance unit (4) is used and includes 12-line ports (43l-43n). Each single-port station (2) is provided with a multiplexer (3), and the communications port (21) of the single-port station (2) is connected to the multiplexed port (31) of the multiplexer (3) and control output (22) of the station (2). The n-line ports (33l-33n) of each multiplexer (3) are connected to the bus lines (1i-1n) of an Ethernet segment (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein segmentierbares Ethernet-Bussystem zur redundanten Vernetzung von Single-Port-Stationen.The invention relates to a segmentable Ethernet bus system for redundant Networking of single port stations.

Es ist allgemein bekannt, redundant vernetzbare Stationen mit einer entsprechenden Anzahl Netzschnittstellen in Form von Netzwerkadaptern auszustatten. Dabei besteht grundsätzlich das Problem, daß sogenannte Single-Port-Stationen Geräte und Einrichtungen umfassen, die aufgrund ihrer physischen und/oder logischen Architektur zur Aufnahme und/oder Einbindung von zwei oder mehr für sich bekannten Netzwerkadaptern ohne Eingriffe in standardisierte Schnittstellen ungeeignet sind.It is generally known to have redundantly networkable stations with one corresponding number of network interfaces in the form of network adapters equip. There is basically the problem that so-called Single-port stations include devices and facilities that, due to their physical and / or logical architecture for inclusion and / or integration of two or more network adapters known per se without intervention in standardized interfaces are unsuitable.

Aus dem Prospekt "MultiNet Modular Multi-Media Networking" der Firma LANNET DATA COMMUNICATIONS LTD. ist bekannt, Single-Port-Stationen über redundante Transceiver, die über Sternkoppler miteinander verbunden sind, zu vernetzen. Diese Vernetzungsart ist jedoch mit einer Reihe von Nachteilen behaftet, die im wesentlichen darin bestehen, daß als Netzwerktopologie zwingend Sternstruktur vorgegeben ist, die Übertragungsmedien auf Twisted-Pair und Glasfaser beschränkt sind und neben der redundanten Verkabelung weitere Einrichtungen wie Sternkoppler und deren Zubehör redundant auszuführen sind. Insbesondere in umfangreichen, räumlich verteilten dezentralen Netzwerken wird der mediale Aufwand für die Vielzahl von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen störend. Darüber hinaus stellt das verwendete synchrone Übertragungsverfahren eine einschränkende Abweichung von dem für sich standardisierten Ethernet dar, so daß eine bedarfsgerechte Skalierung des Netzwerkes zwingend hersteller- und produktgebunden ist. Dabei wird ein in datenfreien Übertragungsperioden gesendetes Ruhesignal als Kennzeichen für einen funktionsfähigen aktuellen Übertragungskanal angenommen.From the brochure "MultiNet Modular Multi-Media Networking" from the company LANNET DATA COMMUNICATIONS LTD. is known single-port stations via redundant transceivers that are connected to one another via star couplers are to network. However, this type of networking is with a number of Disadvantages, which consist essentially in that as Network topology is mandatory star structure that Transmission media are limited to twisted pair and fiber optic and In addition to the redundant cabling, other devices such as star couplers and their accessories must be designed redundantly. Especially in extensive, spatially distributed decentralized networks is the media effort for the multitude of point-to-point connections annoying. In addition, the synchronous used Transmission method a restrictive deviation from that for itself standardized Ethernet, so that a needs-based scaling of the Network is mandatory manufacturer and product-related. An in data-free transmission periods sent idle signal as a identifier for assumed a functioning current transmission channel.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ethernet-Bussystem zur redundanten Vernetzung von Single-Port-Stationen anzugeben, das medien- und topologieunabhängig sowie vollständig standardkonform ist.The invention is therefore based on the object of an Ethernet bus system to specify redundant networking of single-port stations, the media and is topology independent and fully compliant with standards.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitergehende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 beschrieben.According to the invention, this object is achieved with the features of Claim 1 solved. Further configurations of the invention are described in claims 2 to 9.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Figuren zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained. The figures required for this show:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines redundanten Bussystems mit angeschlossenen Single-Port-Stationen, FIG. 1 shows a schematic diagram of a redundant bus system with connected single-port stations,

Fig. 2 eine Darstellung einer komplexen Netzwerktopologie bestehend aus mehreren Segmenten, Fig. 2 is a representation of a complex network topology consisting of several segments,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Beobachtungseinrichtung mit integriertem Multiplexer. Fig. 3 is a block diagram of an observation device with an integrated multiplexer.

Gemäß Fig. 1 sind für ein Segment 1 eines Ethernet-Bussystems zur redundanten Vernetzung von Single-Port-Stationen 2, die einen Kommunikationsport 21 und einen Steuerausgang 22 aufweisen, n Linien 11 bis 1n vorgesehen, die zumindest teilsegmentweise parallelgeordnet sind. Jede der Linien 11 bis 1n ist physisch ein Segment 1 eines für sich bekannten Ethernet-Busses gemäß den Spezifikationen des IEEE 802.3-Standards und als solche segmentübergreifend und topologieunabhängig erweiterbar und verbindbar.According to FIG. 1, n lines 11 to 1 n are provided for a segment 1 of an Ethernet bus system for redundant networking of single-port stations 2 , which have a communication port 21 and a control output 22 , which are arranged in parallel at least in part segments. Each of the lines 11 to 1 n is physically a segment 1 of an Ethernet bus known per se in accordance with the specifications of the IEEE 802.3 standard and as such can be expanded and connected across segments and topology-independently.

Zum Anschluß der Single-Port-Stationen 2 an die n Linien 11 bis 1n sind Multiplexer 3 mit einem gemultiplexten Port 31, n Linienports 331 bis 33n und einem Steuereingang 32 vorgesehen, die geeignet sind, den mit dem Kommunikationsport 21 der Single-Port-Station 2 verbundenen gemultiplexten Port 31 vorgebbar mit jeweils einer der an den Linienports 331 bis 33n angeschlossenen Linien 11 bis 1n des Segmentes 1 des Ethernet-Bussystems zu verbinden. Die Multiplexer 3 sind adressierbar und als solche logische Netzteilnehmer, die durch mindestens eine adressierbare Beobachtungseinrichtung 4 in demselben Segment 1, die gleichwohl logischer Netzteilnehmer ist, steuerbar sind. To connect the single port stations 2 to the n lines 11 to 1 n, multiplexers 3 with a multiplexed port 31 , n line ports 331 to 33 n and a control input 32 are provided, which are suitable for communicating with the communication port 21 of the single Port station 2 connected multiplexed port 31 can be predetermined to connect to each of the lines 11 to 1 n of segment 1 of the Ethernet bus system connected to line ports 331 to 33 n. The multiplexers 3 are addressable and as such logical network participants, which can be controlled by at least one addressable observation device 4 in the same segment 1 , which is nevertheless a logical network participant.

Die Multiplexer 3 bestehen logisch aus einer Umschalteinrichtung und einer Umschaltsteuereinrichtung, wobei die Umschaltsteuereinrichtung physisch ein integraler Bestandteil der zugehörigen Single-Port-Station 2 ist. Dabei ist der physische Steuerausgang 22 der Single-Port-Station 2 logisch Ausgang der Umschaltsteuereinrichtung des Multiplexers 3. Die Umschalteinrichtung und die Umschaltsteuereinrichtung sind logisch der Übertragungsstrecke zugeordnet. Das bedeutet, daß die Multiplexer 31 und 32 und die redundanten Linien 11 bis 1n sowohl für auf den Single-Port-Stationen 2 ablaufenden Applikationen als auch für das logische Netzwerk-Management völlig transparent sind.The multiplexers 3 logically consist of a switchover device and a switchover control device, the switchover control device being physically an integral part of the associated single-port station 2 . The physical control output 22 of the single-port station 2 is the logical output of the switching control device of the multiplexer 3 . The switchover device and the switchover control device are logically assigned to the transmission link. This means that the multiplexers 31 and 32 and the redundant lines 11 to 1 n are completely transparent both for applications running on the single-port stations 2 and for the logical network management.

In jedem Segment 1 ist zumindest eine Beobachtungseinrichtung 4 vorgesehen. Die Beobachtungseinrichtung 4 weist zumindest n Linienports 431 bis 43n auf, die mit jeweils einer der Linien 11 bis 1n des zugehörigen Segmentes 1 verbunden sind.At least one observation device 4 is provided in each segment 1 . The observation device 4 has at least n line ports 431 to 43 n, each of which is connected to one of the lines 11 to 1 n of the associated segment 1 .

Während der Initialisierung wird durch die Beobachtungseinrichtung 4 die Übertragungsgüte auf den Linien 11 bis 1n bewertet und einer der Linien 11 bis 1n, deren Übertragungsgüte eine vorgegebene Schranke übersteigt, als aktive Linie zur Datenübertragung zwischen den Single-Port-Stationen 20 vorgegeben. Die anderen Linien werden als Ersatzlinien bestimmt. Zur Bestimmung der Übertragungsgüte sendet die Beobachtungseinrichtung 4 Informationstelegramme unter Selbstadressierung nacheinander auf allen Linien 11 bis 1n des Segmentes 1 und wertet die empfangenen Informationstelegramme aus. Zur Ermittlung der Übertragungsgüte wird mindestens die Anzahl der übertragenden Informationseinheiten je Zeiteinheit, die Anzahl der Kollisionen pro Zeiteinheit, die Anzahl der Wiederholungen bei der Übertragung einer Informationseinheit oder der Fortbestand der Verbindung zwischen zwei Multiplexern 31, 32 oder der Beobachtungseinrichtung 4 und einem Multiplexer 31, 32 erfaßt.During the initialization, the monitoring device 4 evaluates the transmission quality on the lines 11 to 1 n and one of the lines 11 to 1 n, the transmission quality of which exceeds a predetermined limit, is specified as the active line for data transmission between the single-port stations 20 . The other lines are designated as replacement lines. To determine the transmission quality, the observation device sends 4 information telegrams one after the other on all lines 11 to 1 n of segment 1 and self-addresses and evaluates the received information telegrams. To determine the transmission quality, at least the number of information units transmitted per time unit, the number of collisions per time unit, the number of repetitions in the transmission of an information unit or the continuation of the connection between two multiplexers 31 , 32 or the observation device 4 and a multiplexer 31 , 32 recorded .

Diese Vorgabe wird unter Adressierung aller Multiplexer 3 des Segmentes 1 nacheinander auf allen Linien 11 bis 1n über das Bussystem versandt. Unabhängig von der zufälligen Stellung der Umschalteinrichtung jedes Multiplexer 3 erreicht die Vorgabe der Beobachtungseinrichtung 4 über die aktive Linie jede Umschaltsteuereinrichtung jedes Multiplexers 3. Basierend auf dieser Vorgabe verbinden alle Multiplexer 3 des Segmentes 1 ihren gemultiplexten Port 31 mit dem zur vorgegebenen aktiven Linie gehörenden Linienport 331 bis 33n.This specification is sent with addressing of all multiplexers 3 of segment 1 in succession on all lines 11 to 1 n via the bus system. Regardless of the random position of the switching device of each multiplexer 3 , the specification of the observation device 4 reaches each switching control device of each multiplexer 3 via the active line. Based on this specification, all multiplexers 3 of segment 1 connect their multiplexed port 31 to the line port 331 to 33 n belonging to the specified active line.

Während des laufenden Betriebes wird die Übertragungsgüte auf den Linien 11 bis 1n ständig überwacht. Sinkt die Übertragungsgüte auf der aktiven Linie unter eine vorgegebene Schranke, wird eine Ersatzlinie zur aktiven Linie bestimmt. Die Beobachtungseinrichtung 4 versendet unter Adressierung aller Multiplexer 3 des Segmentes 1 die Vorgabe der aktuellen aktiven Linie, infolgedessen alle Multiplexer 3 des Segmentes 1 ihren gemultiplexten Port 31 mit dem zur vorgegebenen aktiven Linie gehörenden Linienport 331 bis 33n verbinden.During operation, the quality of transmission on lines 11 to 1 n is constantly monitored. If the transmission quality on the active line falls below a specified limit, a replacement line for the active line is determined. The monitoring device 4 sends the address of all multiplexers 3 of segment 1 the specification of the current active line, consequently all multiplexers 3 of segment 1 connect their multiplexed port 31 to the line port 331 to 33 n belonging to the specified active line.

Die angeschlossenen Single-Port-Stationen 2 umfassen sowohl Datenendgeräte als auch Mittel zur Verbindung weiterer Segmente beliebiger Topologie desselben Bussystems, wie Bridges, Routers, Hubs oder Fan-Out- Units. Darüber hinaus sind redundante Segmente 1 des Ethernet-Bussystems linienweise bridgebar.The connected single-port stations 2 comprise both data terminals and means for connecting further segments of any topology of the same bus system, such as bridges, routers, hubs or fan-out units. In addition, redundant segments 1 of the Ethernet bus system can be bridged line by line.

Dazu ist in Fig. 2 eine aus mehreren Segmenten 1 mit jeweils zwei Linien bestehende Netzwerktopologie dargestellt. In jedem Segment 1 ist mindestens eine Single-Port-Station 2 angeordnet, die über einen Multiplexer 3 an die beiden Linien 11 und 12 des jeweiligen Segmentes 1 angeschlossen sind. Darüber hinaus ist in jedem Segment 1 eine Beobachtungseinrichtung 4 vorgesehen, die an die beiden Linien 11 und 12 des jeweiligen Segmentes 1 angeschlossen ist. Das erfindungsgemäße Ethernet-Bussystem gestattet, redundante Segmente 1 linienweise zu bridgen. Dazu sind Bridges 6 vorgesehen, die jeweils eine Linie 11 oder 12 eines Segmentes 1 mit einer Linie 11 oder 12 eines benachbarten Segmentes 1 verbinden. Die Linien 11 und 12 des jeweiligen Segmentes 1 bleiben dabei logisch und physisch separate Einheiten, die hinsichtlich des auf ihnen übertragenen Informationsflusses gekoppelt sind. Zum vollständig redundanten Segmentbridging ist jeder Bridge 6 ein Multiplexer 3 zugeordnet, der, wie im folgenden zur Backboneanschaltung beschrieben wird, angeordnet ist.For this purpose, one of a plurality of segments 1, each two lines existing network topology is shown in Fig. 2. At least one single-port station 2 is arranged in each segment 1 and is connected via a multiplexer 3 to the two lines 11 and 12 of the respective segment 1 . In addition, an observation device 4 is provided in each segment 1 , which is connected to the two lines 11 and 12 of the respective segment 1 . The Ethernet bus system according to the invention allows redundant segments 1 to be bridged line by line. For this purpose, bridges 6 are provided, each connecting a line 11 or 12 of a segment 1 with a line 11 or 12 of an adjacent segment 1 . The lines 11 and 12 of the respective segment 1 remain logically and physically separate units which are coupled with regard to the information flow transmitted on them. For fully redundant segment bridging, each bridge 6 is assigned a multiplexer 3 , which is arranged as will be described below for the backbone connection.

Weiterhin gestattet das erfindungsgemäße Ethernet-Bussystem, eine Mehrzahl von Segmenten 1 über eine Backbone 5 zu verbinden. In Fig. 2 ist eine redundant ausgeführte Backbone 5 mit zwei Backbonelinien 51 und 52 dargestellt. Zur vollständig redundanten Ankopplung eines Segmentes 1 an die Backbone 5 sind zwei Bridges 6 und zwei Multiplexer 3 vorgesehen, wobei jeder Bridge 6 ein Multiplexer 3 zugeordnet ist. Die Linienports 331 und 332 jedes Multiplexers 3 sind jeweils mit einer der Linien 11 und 12 des Segmentes 1 verbunden. Jede Bridge 6 ist zwischen eine der Backbonelinien 51 und 52 und den gemultiplexten Port 31 des zugehörigen Multiplexers 3 geschaltet. Auf diese Weise ist jede Linie 11 und 12 des angeschlossenen Segmentes 1 mit jeder Backbonelinie 51 und 52 der Backbone 5 verbindbar.Furthermore, the Ethernet bus system according to the invention allows a plurality of segments 1 to be connected via a backbone 5 . A redundant backbone 5 with two backbone lines 51 and 52 is shown in FIG . For the completely redundant coupling of a segment 1 to the backbone 5 , two bridges 6 and two multiplexers 3 are provided, with each bridge 6 being assigned a multiplexer 3 . The line ports 331 and 332 of each multiplexer 3 are each connected to one of the lines 11 and 12 of the segment 1 . Each bridge 6 is connected between one of the backbone lines 51 and 52 and the multiplexed port 31 of the associated multiplexer 3 . In this way, each line 11 and 12 of the connected segment 1 can be connected to each backbone line 51 and 52 of the backbone 5 .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Beobachtungseinrichtungen 4 verkoppelter Segmente 1 mit einem Steuerausgang 42 versehen. Dieser Steuerausgang 42 ist mit den Steuereingängen 32 derjenigen Multiplexer 3 verbunden, die an eine Bridge 6 angeschlossen sind. Die Umschaltsteuereinrichtung des Multiplexers 3 ist dabei physisch integraler Bestandteil der zugeordneten Beobachtungseinrichtung 4. Da Bridges 6 zur Verbindung von Segmenten 1 regelmäßig räumlich unmittelbar benachbart sind, sind die den Bridges 6 zugeordneten Multiplexer 3 gemeinsam durch eine einzige derartige Beobachtungseinrichtung 4 steuerbar.In a further embodiment of the invention, the observation devices 4 of coupled segments 1 are provided with a control output 42 . This control output 42 is connected to the control inputs 32 of those multiplexers 3 which are connected to a bridge 6 . The switching control device of the multiplexer 3 is physically an integral part of the assigned observation device 4 . Since bridges 6 for connecting segments 1 are regularly spatially directly adjacent, the multiplexers 3 assigned to the bridges 6 can be controlled jointly by a single observation device 4 of this type .

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist die Beobachtungseinrichtung 4 gemäß Fig. 3 zum Anschluß peripherer Einrichtungen 7 mit einem Multiplexer 3 ausgestattet. Dabei ist die periphere Einrichtung 7 an den gemultiplexten Port 31 des Multiplexers 3 angeschlossen. Die Linienports 331 und 332 des Multiplexers 3 sind mit den Linienports 431 und 432 der Beobachtungseinrichtung 4 und den Linien 11 und 12 des angeschlossenen Segmentes 1 verbunden. Darüber hinaus ist der Steuereingang 32 des Multiplexers 3 intern mit dem Steuerausgang 42 der Beobachtungseinrichtung 4 verbunden. Die periphere Einrichtung 7 umfaßt dabei alle an den gemultiplexten Port 31 des Multiplexers 3 anschaltbaren Einrichtungen, wie beispielsweise Hubs, Bridges 6, Routers, Single-Port-Stationen 2 und Fan-Out- Units. Auf diese Weise ist der wahlfreie Übergang sowohl zu verschiedenen Netzwerktopologien in redundanter und nichtredundanter Ausführung als auch zu ethernetfremden Systemen ermöglicht.In a special embodiment of the invention, the observation device 4 according to FIG. 3 is equipped with a multiplexer 3 for connecting peripheral devices 7 . The peripheral device 7 is connected to the multiplexed port 31 of the multiplexer 3 . The line ports 331 and 332 of the multiplexer 3 are connected to the line ports 431 and 432 of the observation device 4 and the lines 11 and 12 of the connected segment 1 . In addition, the control input 32 of the multiplexer 3 is internally connected to the control output 42 of the observation device 4 . The peripheral device 7 includes all devices that can be connected to the multiplexed port 31 of the multiplexer 3 , such as hubs, bridges 6 , routers, single-port stations 2 and fan-out units. In this way, the optional transition to different network topologies in redundant and non-redundant versions as well as to non-Ethernet systems is possible.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Linie 11 des Segmentes 1 als Primärbus bestimmt. Der Primärbus ist die Vorzugslinie des Segmentes 1, an der alle Stationen direkt oder über Multiplexer 3 angeschlossen sind. Alle anderen n-1 Linien 12 bis 1n werden als Ersatzbusse bestimmt.In a further embodiment of the invention, a line 11 of segment 1 is determined as the primary bus. The primary bus is the preferred line of segment 1 , to which all stations are connected directly or via multiplexer 3 . All other n-1 lines 12 to 1 n are designated as replacement buses.

Bei ungestörtem Datenverkehr werden Dateninformationen zwischen den Stationen über den Primärbus 11 als aktivem Bus ausgetauscht. Dazu ist in allen Multiplexern 3 des Segmentes 1 der gemultiplexte Port 31 mit der Vorzugslinie verbunden. Darüber hinaus werden Steuerinformationen zwischen den Beobachtungseinrichtungen 4 über mindestens einen vorgebbaren Bus ausgetauscht. Dazu sind vorteilhafterweise mindestens zwei Beobachtungseinrichtungen 4 vorgesehen, die vorzugsweise an den physischen Enden der Buslinien 11 bis 1n angeschlossen sind. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung werden dabei sowohl alle Ersatzbusse 12 bis 1n als auch der Primärbus 11 zyklisch zur Übertragung von Steuerinformationen vorgegeben. Dabei wird ständig die Übertragungsgüte auf dem vorgegebenen Bus überwacht.In the case of undisturbed data traffic, data information is exchanged between the stations via the primary bus 11 as the active bus. For this purpose, the multiplexed port 31 is connected to the preferred line in all multiplexers 3 of segment 1 . In addition, control information is exchanged between the observation devices 4 via at least one predefinable bus. For this purpose, at least two observation devices 4 are advantageously provided, which are preferably connected to the physical ends of the bus lines 11 to 1 n. In a special embodiment of the invention, both the replacement buses 12 to 1 n and the primary bus 11 are specified cyclically for the transmission of control information. The transmission quality on the specified bus is constantly monitored.

Sinkt die Übertragungsgüte auf dem aktiven Bus unter eine vorgebbare Schranke, wird ein vorgegebener Ersatzbus zum aktiven Bus bestimmt, eine Fehlermeldung an eine übergeordnete Instanz abgesetzt und der deaktivierte Bus analysiert. In hierarchisch strukturierten Segmenten, bei denen sich die parallelen Linien 11 bis 1n durch die Anzahl der angeschlossenen Stationen unterscheiden, wird vorzugsweise die nächst höhere Hierarchieebene als Ersatzbus vorgegeben.If the transmission quality on the active bus falls below a predefinable barrier, a specified replacement bus is determined for the active bus, an error message is sent to a higher-level instance and the deactivated bus is analyzed. In hierarchically structured segments in which the parallel lines 11 to 1 n differ in the number of connected stations, the next higher hierarchical level is preferably specified as the replacement bus.

Ist der aktive Bus der Primärbus 11, wird bei sinkender Übertragungsgüte auf dem aktiven Bus auf die Linie 12 als Ersatzbus umgeschaltet. Sinkt nunmehr auch auf der Linie 12 als aktivem Bus die Übertragungsgüte unter die vorgegebene Schranke, wird die nächste Linie bis hin zur Linie 1n zum aktiven Bus bestimmt.If the active bus is the primary bus 11 , the line 12 as a replacement bus is switched when the quality of transmission on the active bus drops. If the transmission quality on line 12 as the active bus now drops below the specified limit, the next line up to line 1 n for the active bus is determined.

Übersteigt die Übertragungsgüte auf den Primärbus 11 eine vorgebbare Schranke, wird der Primärbus 11 zum aktiven Bus rückbestimmt. Übersteigt die Übertragungsgüte eines deaktivierten Ersatzbusses auf niedrigerer Hierarchieebene gegenüber dem aktiven Bus die vorgebbare Schranke, wird der deaktivierte Ersatzbus reaktiviert und zum aktiven Bus rückbestimmt.Exceeds the transmission quality on the primary bus 11, a predeterminable limit, the primary bus 11 is returned to the active bus determined. If the transmission quality of a deactivated replacement bus at a lower hierarchical level than the active bus exceeds the predefinable barrier, the deactivated replacement bus is reactivated and redetermined to the active bus.

Durch die Vorgabe einer Vorzugslinie als Primärbus, der immer dann zum aktiven Bus bestimmt wird, wenn die Übertragungsgüte oberhalb der vorgegebenen Schranke dies zuläßt, ist es möglich, nichtredundant anschließbare Stationen und redundant angeschlossene Stationen an demselben redundanten Segment 1 zu betreiben und für jede angeschlossene Station entsprechend ihrer hierarchischen Anschlußcharakteristik einen höchstverfügbaren Übertragungsweg zur Verfügung zu stellen. Dabei sind nichtredundant anschließbare Stationen nur an die Vorzugslinie angeschlossen. By specifying a preferred line as the primary bus, which is determined to be the active bus whenever the transmission quality above the specified barrier allows, it is possible to operate non-redundantly connectable stations and redundantly connected stations on the same redundant segment 1 and for each connected station to provide a highly available transmission path according to their hierarchical connection characteristics. Non-redundant connectable stations are only connected to the preferred line.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Redundanz des Segmentes 1 skalierbar und an den Verfügbarkeitsbedarf der angeschlossenen Stationen anpaßbar. Dadurch sind nachträgliche Redundanzergänzungen in bestehenden Bussystemen, ohne in den Ablauf der Buszuweisungen eingreifen zu müssen, möglich.In a particularly advantageous manner, the redundancy of segment 1 is scalable and can be adapted to the availability requirements of the connected stations. This enables subsequent redundancy supplements in existing bus systems without having to intervene in the bus assignment process.

BezugszeichenlisteReference list

1 Segment
2 Single-Port-Station
3 Multiplexer
4 Beobachtungseinrichtung
5 Backbone
6 Bridge
7 periphere Einrichtung
11-1n Linien
21 Kommunikationsport
22 Steuerausgang
31 gemultiplexter Port
32 Steuereingang
42 Steuerausgang
51+52 Backbone-Linien
331-33n Linienports
431-43n Linienports. 1 segment
2 single port station
3 multiplexers
4 observation device
5 backbone
6 bridge
7 peripheral device
11-1 n lines
21 communication port
22 control output
31 multiplexed port
32 control input
42 control output
51 + 52 backbone lines
331-33 n line ports
431-43 n line ports .

Claims

1. Segmentable Ethernet bus system with n <1 bus lines for redundant networking of single-port stations with a control output and a communication port,
characterized,
that bidirectional multiplexers ( 3 ) with a multiplexed port ( 31 ) and n line ports ( 331 to 33 n) and a control input ( 32 ) are provided,
that at least one observation device ( 4 ) with n line ports ( 431 to 43 n), which are connected to the n bus lines ( 11 to 1 n) of an Ethernet segment ( 1 ), is provided,
that each single-port station ( 2 ) is assigned a multiplexer ( 3 ), the communication port ( 21 ) of the single-port station ( 2 ) with the multiplexed port ( 31 ) of the multiplexer ( 3 ) and the control output ( 22 ) of the single port station ( 2 ) are connected to the control input ( 32 ) of the multiplexer ( 3 ) and
that the n line ports ( 331 to 33 n) of each multiplexer ( 3 ) are connected to the n bus lines ( 11 to 1 n) of an Ethernet segment ( 1 ).

2. Segmentable Ethernet bus system according to claim 1, characterized in that the multiplexer ( 3 ) logically consists of a switching device and a switching control device.

3. Segmentable Ethernet bus system according to claim 2, characterized, that the switching device and the switching control device logically Transmission path are assigned.

4. Segmentable Ethernet bus system according to claim 3, characterized in that
that redundant segments ( 1 ) of an Ethernet bus system are connected to a backbone network ( 5 ) via bridges ( 6 ), each bridge ( 6 ) on the segment side via a multiplexer ( 3 ) to the n bus lines ( 11 to 1 n) of the assigned segment ( 1 ) is connected,
that at least one observation device ( 4 ) in the segment ( 1 ) is equipped with a control output ( 42 ) and
that the control output ( 42 ) of the observation device ( 4 ) is connected to the control input ( 32 ) of at least one multiplexer ( 3 ) connected to a bridge ( 6 ).

5. Segmentable Ethernet bus system according to claim 4, characterized in that the backbone network ( 5 ) is designed redundantly.

6. Segmentable Ethernet bus system according to one of claims 1 to 4, characterized in that one of the n bus lines ( 11 to 1 n) of each segment ( 1 ) can be predetermined as a preferred line.

7. Segmentable Ethernet bus system according to claim 5, characterized in that after the initialization of the multiplexed port ( 31 ) of the multiplexer ( 3 ) is connected to the preferred line.

8. Segmentable Ethernet bus system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the observation device ( 4 ) with means for evaluating the transmission quality of all n bus lines ( 11 to 1 n) and for forwarding the control information derived therefrom to the single port Stations ( 2 ).

9. Segmentable Ethernet bus system according to claim 7, characterized in that the single-port station ( 2 ) have means for receiving and converting the control information into a switching signal for output to the control output ( 22 ).

10. Segmentable Ethernet bus system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the observation device ( 4 ) is equipped with a multiplexer ( 3 ) for alternately connecting peripheral devices ( 7 ) to one of the n bus lines ( 11 to 1 n) .