WO2013143592A1 - Method and apparatus for redundantly transmitting time-critical data - Google Patents

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WO2013143592A1
WO2013143592A1 PCT/EP2012/055603 EP2012055603W WO2013143592A1 WO 2013143592 A1 WO2013143592 A1 WO 2013143592A1 EP 2012055603 W EP2012055603 W EP 2012055603W WO 2013143592 A1 WO2013143592 A1 WO 2013143592A1
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WO
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data
data packets
data packet
dsl
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PCT/EP2012/055603
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Franz-Josef GÖTZ
An Ninh NGUYEN
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4637—Interconnected ring systems

Definitions

  • the IEC 62439-3 standard for high-availability requirements has standardized corresponding protocols "Industrial communication networks: high availability automation networks”.
  • the Parallel Redundancy Protocol PRP
  • Ring structures are supported by High-availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) on Ethernet IEEE 802.3.
  • HSR High-availability Seamless Redundancy Protocol
  • the data D are received by the sensor Sen1 in duplicated data packets D1, D2, fed into the ring and redundantly transmitted via two disjoint paths RS3, RS4 to the coupling-out node AK.
  • the data D is the data D in each case a data packet Dx (Dl or D2) sent to the receiver PLC.
  • DAN dual ⁇ Attached Nodes
  • All packets are always sent over both ports respectively over both networks.
  • the receiver accepts the packets on both ports and ignores the later arriving packet.
  • PRP can be realized in an additional software layer in a network element or as an upstream hardware solution.
  • the redundancy concept therefore requires no switching or reconfiguration.
  • the same data must be fed through multiple end stations into the network, as shown in FIG.
  • two sensors Senl and Sen2 are shown here, which record the same measured values in parallel, Dsl and Ds2.
  • the measured values are fed into the network as in FIG. 1 in two different network elements NE1 and NE3.
  • the Auskopplerknoten AK then forwards all data packets to the receiver PLC, there must be recognized which packages such duplicated information tions Dsl, Ds2 include and then correspondingly aussortie ⁇ ren.
  • Priority Tag or Ethertype, ..
  • the end station in such cases must have the knowledge that it receives the same highly available time-critical data several times from different end stations.
  • the filtering of the "duplicates" is done by the application.
  • the object of the invention is to specify a method and a device which does not have the stated problems and makes it possible to identify duplicates of data packets in a high-availability network at an early stage and to filter them out.
  • the method provides for the transmission of information in a communication network consisting of interconnected network elements.
  • the information is redundantly determined at least twice and sent in each case at least a first data packet and a second data packet, the ⁇ sterrorismlich transmitter address information.
  • the first data packet having a first source address and the second data packet ⁇ one of which different second sender address.
  • the first and second data packets contain additional synchronized time information, and the filtering of the duplicate information is performed on the basis of the time information in the data packets.
  • the device for transmitting and filtering information in a communication network consists of interconnected network elements, with means for redundant, so duplicate detection of information, and sending in at least a first data packet and a second data packet, wherein the first data packet, a first sender address and the second data packet one of which different second Absen ⁇ der address has first means and with the first means syn ⁇ chroninstrumente second means to the first and second Da ⁇ tendigit provided with an additional synchronized Zeitinformati ⁇ ones (TS), the filtering of the redundant information enable on the basis of time information.
  • TS additional synchronized Zeitinformati ⁇ ones
  • the redundant data transmission is advantageously carried out according to the HSR protocol via a communication network which has a ring structure.
  • the filtering of a data packet redundantly transmitted is advantageously performed by a selected network element by ⁇ , said selected network element, the Verbin ⁇ dung establishes between the ring structure of the communication network and the address by a contained in the packet robadres ⁇ se recipient of the data.
  • the data packets also contain information about at least one sequence number, which facilitates the filtering of the redundant packets.
  • the Informati ⁇ ones are suitable for use in a programmable logic controller, If the sender of the information is a sensor and that information is sensor data.
  • the method is particularly advantageous if the information to be transmitted is time-critical data. Because every loss of data also means a loss of time.
  • Those data packets which contain time-critical information to be transmitted should be identified as such in a suitable manner in that the data packets are Ethernet frames in accordance with the IEEE 802.3 standard and the type field Etherframe is suitably assigned.
  • Those data packets, the time-critical alternative to be transmitted may additionally be identified as such by means of a priority tag, the data packets containing the time-critical information.
  • the embodiments of the device are analogous to those of the methods. In the following, embodiments of the invention will be described. The figures show:
  • FIG. 1 shows a first prior art, data duplicates in an annular network
  • FIG. 2 shows a second prior art, duplicate data from redundant sensor measurements
  • Figure 3 shows a first network with redundant data packets according to the invention
  • FIG. 4 shows a second network with several transmitter groups.
  • the claimed method describes a solution with whose use the previously known protocols (PRP / HSR) can nevertheless filter the redundant packets, see FIG. 3.
  • transmitter stations eg sensors
  • SEN1, SEN2 which provide the same high-availability time-critical data DS1, DS2
  • CLOCK suitable means
  • the header of the two data packets also contains the destination address DA_1. Since the two redundant data packets are fed into the communication network via different network elements NE1, NE3, the redundant data packets initially run via different paths RS4, RS3 to the coupling-out node AK from the ring topology. There, the redundant data packets due the time information TS (Timestamp) are filtered out and only one data packet Dx is routed through to the receiver.
  • TS Timestamp
  • DA_1 (combi ⁇ ned with Priority day, or Ethertype, ...) are used, and a network- ⁇ -wide unique identifier for the highly available time-critical data.
  • the proposed solution has the advantage that the media redundancy protocols known today, such as PRP and HSR, can continue to be used to set up system-redundant systems, since only the parameters used to detect duplicates require an extended interpretation.
  • Another advantage of this solution is the smooth exchange of ⁇ From From coupler nodes and end stations.
  • the solution requires no e ecting on the hardware to be used.
  • FIG. 4 shows the procedure according to the invention in a larger network with 4 transmitting stations, SEN1, SEN2, SEN3 and SEN4, two of the stations each determining and transmitting the redundant data DS1, DS2 or DS3, DS4.
  • the synchronized time information TS, TS1 is determined by the 4 timers CLOCK, CLOCK 'or CLOCK1, CLOCK1'.
  • 4 data packets DS1 to DS4 are now sent to the receiver, with DS1 and DS3 taking the same route to the ring topology via the network element NE1. It is again the task of the decoupling node AK to determine and filter out the redundant data packets. It is of course important to ensure that no more data packets are filtered than allowed.
  • the two data packets Dx, Dy which arrive at the receiver, distinguished by a value in the header, DA_1 or
  • the time information TS can be identical.

Abstract

The claimed method describes a solution which can be used by the previously known protocols (PRP/HSR) to nevertheless filter the redundant packets, see figure 3. In this case, it is assumed that transmitter stations (for example sensors) SEN1, SEN2, SEN3, SEN4, which provide the same highly available time-critical data, are synchronized with one another with the corresponding accuracy by suitable means CLOCK, CLOCK', with the result that it is immaterial to the application, which runs on the receiver PLC and processes the same highly available time-critical data, which sensor provided the data. The invention also provides for the time information to be used instead of the sequence number in order to detect or filter duplicates.

Description

Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtung zur redundanten Übermittlung von zeitkritischen Daten Method and device for the redundant transmission of time-critical data
In vielen Anwendungen ist es von großer Bedeutung, ein ausfallsicheres Kommunikations-Netz zur Verfügung zu haben. Beispielsweise in der Automatisierungstechnik würde der Ausfall einer Kommunikationsverbindung im schlimmsten Fall den Aus- fall der Anlage und gegebenenfalls eines Teils der Produktion bedeuten . In many applications it is of great importance to have a fail-safe communication network available. In automation technology, for example, the failure of a communication link would, in the worst case scenario, result in the failure of the system and, if necessary, part of the production.
Zur Verbesserung der Verfügbarkeit von Anlagen können Anlagenteile redundant aufgebaut werden. Dabei unterscheidet man zwischen Medienredundanz und Systemredundanz. In order to improve the availability of systems, plant components can be built redundantly. A distinction is made between media redundancy and system redundancy.
Als System wird dabei die Anlage mit ihren Sensoren und Akto¬ ren (d. h. die Stellglieder in einem Regelkreis) verstanden. While with its sensors and Akto ¬ ren the system (ie, the actuators in a control loop) understood as a system.
Um Systemredundanz sicherzustellen werden also redundante Controller bzw. Aktoren und Sensoren verwendet. Um Medienredundanz sicherzustellen werden Netzwerke parallel aufgebaut bzw. Ringstrukturen verwendet. To ensure system redundancy redundant controllers or actuators and sensors are used. In order to ensure media redundancy, networks are set up in parallel or ring structures are used.
Zur Unterstützung der medienredundanten Topologien wurden in der IEC 62439-3 für Hochverfügbarkeitsanforderungen entsprechende Protokolle "Industrial communication networks : high availability automation networks" genormt. Um parallele Netze zu unterstützen wurde unter anderem das Parallel Redundancy Protocoll (PRP) entwickelt. Ringstrukturen werden vom High- availability Seamless Redundancy Protocoll (HSR) auf Ethernet IEEE 802.3 unterstützt. Eine für das HSR geeignete Netztopo- logie ist in der Figur 1 dargestellt. Die Netzelemente NE1, NE2, NE3 und AK bilden dabei einen Ring, bestehend aus den Ringsegmenten RS1-4. Über die Netzelemente NE1 und NE3 werden die Daten D vom Sensor Senl in duplizierten Datenpaketen Dl, D2 empfangen, in den Ring eingespeist und redundant über zwei disjunkte Wege RS3, RS4 bis zum Auskoppelknoten AK geleitet. Über den Auskoppelknoten AK und weitere Netzelemente werden die Daten D in je einem Datenpaket Dx (Dl oder D2 ) zum Empfänger PLC versendet. In order to support the media-redundant topologies, the IEC 62439-3 standard for high-availability requirements has standardized corresponding protocols "Industrial communication networks: high availability automation networks". In order to support parallel networks, the Parallel Redundancy Protocol (PRP) was developed. Ring structures are supported by High-availability Seamless Redundancy Protocol (HSR) on Ethernet IEEE 802.3. A network topology suitable for the HSR is shown in FIG. The network elements NE1, NE2, NE3 and AK form a ring consisting of the ring segments RS1-4. Via the network elements NE1 and NE3, the data D are received by the sensor Sen1 in duplicated data packets D1, D2, fed into the ring and redundantly transmitted via two disjoint paths RS3, RS4 to the coupling-out node AK. About the coupling node AK and other network elements are the data D in each case a data packet Dx (Dl or D2) sent to the receiver PLC.
Für das PRP werden zwei völlig unabhängige Netzwerke parallel betrieben. Angeschlossene hochverfügbare Netzelemente, soge¬ nannte Dual Attached Nodes (DAN) besitzen zwei Netzanschlüs¬ se, wobei je einer mit dem ersten Netzwerk und einer mit dem zweiten Netzwerk verbunden wird. Die Topologie der Netze ist grundsätzlich frei wählbar. Sie können auch mit anderen Re- dundanzkonzepten betrieben werden. For the PRP two completely independent networks are operated in parallel. Connected highly available network elements, so-called dual ¬ Attached Nodes (DAN) have two Netzanschlüs ¬ se, wherein one each with the first network and is connected to the second network. The topology of the networks is basically freely selectable. They can also be operated with other redundancy concepts.
Alle Pakete werden immer über beide Anschlüsse respektive über beide Netzwerke gesendet. Der Empfänger nimmt auf beiden Anschlüssen die Pakete entgegen und ignoriert das jeweils später eintreffende Paket. All packets are always sent over both ports respectively over both networks. The receiver accepts the packets on both ports and ignores the later arriving packet.
PRP kann in einer zusätzlichen Softwareschicht in einem Netzelement oder als vorgeschaltete Hardwarelösung realisiert werden. Das Redundanzkonzept benötigt daher keine Umschaltung oder Rekonfiguration . PRP can be realized in an additional software layer in a network element or as an upstream hardware solution. The redundancy concept therefore requires no switching or reconfiguration.
Beide Protokolle (PRP & HSR) haben die Gemeinsamkeit, dass die hochverfügbaren zeitkritischen Daten von einer End Station über zwei Netzzugänge ins Netz eingespeist werden, dann parallel über disjunkte Pfade im Netz übertragen werden und an der End-Station bzw. am Aus-Koppler die Duplikate gefiltert werden. Both protocols (PRP & HSR) have the common feature that the highly available time-critical data from an end station via two network accesses are fed into the network, then transmitted in parallel via disjoint paths in the network and at the end station or at the Aus-coupler Duplicates are filtered.
Um Systemredundanz zu erhalten, müssen die gleichen Daten durch mehreren End-Stationen in das Netz eingespeist werden, wie in der Figur 2 dargestellt. Hier sind beispielhaft zwei Sensoren Senl und Sen2 dargestellt, die parallel die gleichen Messwerte aufnehmen, Dsl und Ds2. Die Messwerte werden wie bei Figur 1 in zwei unterschiedlichen Netzelementen NE1 und NE3 in das Netz eingespeist. Der Auskopplerknoten AK leitet dann alle Datenpakete weiter an den Empfänger PLC, dort muss erkannt werden, welche Pakete solcherart duplizierte Informa- tionen Dsl, Ds2 beinhalten und dann entsprechend aussortie¬ ren . To obtain system redundancy, the same data must be fed through multiple end stations into the network, as shown in FIG. By way of example, two sensors Senl and Sen2 are shown here, which record the same measured values in parallel, Dsl and Ds2. The measured values are fed into the network as in FIG. 1 in two different network elements NE1 and NE3. The Auskopplerknoten AK then forwards all data packets to the receiver PLC, there must be recognized which packages such duplicated information tions Dsl, Ds2 include and then correspondingly aussortie ¬ ren.
Denn die bisher bekannten Protokolle, die die Medienredundanz sicherstellen, funktionieren dann nicht mehr, wenn die gleichen Daten jetzt von unterschiedlichen Sendern kommen. Denn zur Erkennung bzw. Filterung von Duplikaten (d. h. Paketen die die gleichen hochverfügbaren zeitkritischen Daten enthalten) werden bei PRP bzw. HSR heute eine Sequenznummer und die Quelladressen (unter Umständen kombiniert mit Zieladresse,Because the previously known protocols, which ensure the media redundancy, then no longer work if the same data now come from different transmitters. Because for recognition or filtering of duplicates (i.e., packets containing the same high-availability time-critical data), PRP or HSR today have a sequence number and the source addresses (possibly combined with destination address,
Priority Tag, bzw. Ethertype, ..) verwendet. Diese Kenngrößen sind bei den in Figur 2 beschriebenen Systemredundanz- Aufbauten nicht mehr identisch und eigneten sich daher nicht als Kenngröße zur Filterung der Telegramme. Priority Tag, or Ethertype, ..) used. These parameters are no longer identical in the system redundancy structures described in FIG. 2 and are therefore not suitable as a parameter for filtering the telegrams.
Der heutig Stand der Technik bietet keine Lösung dafür an, wenn die gleichen hochverfügbaren zeitkritischen Daten als Daten-Pakete über zwei oder mehr redundante End-Stationen eingespeist werden, dann parallel über disjunkte Pfade im Netz übertragen werden und an der End-Station bzw. am Aus- Koppler die "Duplikate" gefiltert werden sollen. The current state of the art offers no solution for when the same high-availability time-critical data are fed as data packets via two or more redundant end stations, then transmitted in parallel via disjoint paths in the network and at the end station or on From coupler the "duplicates" should be filtered.
Nach dem heutigen Stand der Technik muss die End-Station in solchen Fällen das Wissen haben, dass sie die gleichen hoch- verfügbaren zeitkritischen Daten mehrmals von verschiedenen End Stationen erhält. Die Filterung der "Duplikate" erfolgt durch die Applikation. In the current state of the art, the end station in such cases must have the knowledge that it receives the same highly available time-critical data several times from different end stations. The filtering of the "duplicates" is done by the application.
Eine mögliche Lösung für das in oben beschriebene Problem wä- re die Bekanntmachung der redundanten Sender-Stationen SENl, SEN2, SEN3, SEN4 beim Auskoppler-Knoten AK. Man legt hier vorher fest, welche Daten zu welchen Stationen gehören. A possible solution to the problem described above would be the announcement of the redundant transmitter stations SEN1, SEN2, SEN3, SEN4 at the outcoupler node AK. It is determined beforehand which data belong to which stations.
Als Grundlage für die Entscheidung bei der Filterung könnte z. B. die Adresse von den End-Stationen sein. Die Adressen aller redundant sendenden End-Stationen müssen in den Aus- Koppler eingegeben werden. Bei Ersetzung der End-Stationen oder Auskoppler-Knoten muß erneut projektiert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche die genannten Probleme nicht aufweist und es ermöglicht, in einem Hochverfügbarkeitsnetz Duplikate von Datenpaketen frühzeitig zu erkennen und heraus zu filtern . As a basis for the decision in the filtering could z. B. be the address of the end stations. The addresses of all redundantly transmitting end stations must be entered in the output coupler. When replacing the end stations or outcoupler nodes, you must reprogram again. The object of the invention is to specify a method and a device which does not have the stated problems and makes it possible to identify duplicates of data packets in a high-availability network at an early stage and to filter them out.
Die genannten Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung nach Patentanspruch 11. The above objects are achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 11.
Das Verfahren sorgt für die Übermittlung von Informationen in einem Kommunikationsnetz, bestehend aus miteinander verknüpften Netzelementen. Die Informationen werden redundant zumindest zweimal ermittelt und in jeweils zumindest einem ersten Datenpaket und einem zweiten Datenpaket versendet, die zu¬ sätzlich Sender-Adressinformationen umfassen. Das erste Datenpaket hat eine erste Absenderadresse und das zweite Daten¬ paket eine davon unterschiedliche zweite Absenderadresse. Das erste und das zweite Datenpaket enthalten eine zusätzliche synchronisierte Zeitinformationen, und die Filterung der doppelten Informationen wird anhand der Zeitinformation in den Datenpaketen durchgeführt wird. The method provides for the transmission of information in a communication network consisting of interconnected network elements. The information is redundantly determined at least twice and sent in each case at least a first data packet and a second data packet, the ¬ sätzlich transmitter address information. The first data packet having a first source address and the second data packet ¬ one of which different second sender address. The first and second data packets contain additional synchronized time information, and the filtering of the duplicate information is performed on the basis of the time information in the data packets.
Die Vorrichtung zur Übermittlung und Filterung von Informationen in einem Kommunikationsnetz, besteht aus miteinander verknüpften Netzelementen, mit Mitteln zur redundanten, also doppelten Ermittlung der Informationen, und Versendung in zumindest einem ersten Datenpaket und einem zweiten Datenpaket, wobei das erste Datenpaket eine erste Absenderadresse und das zweite Datenpaket eine davon unterschiedliche zweite Absen¬ deradresse hat, erste Mittel und mit den ersten Mitteln syn¬ chronisierte zweite Mittel die das erste und das zweite Da¬ tenpaket mit eine zusätzliche synchronisierten Zeitinformati¬ onen versehen (TS), die die Filterung der redundanten Informationen anhand der Zeitinformation ermöglichen. The device for transmitting and filtering information in a communication network, consists of interconnected network elements, with means for redundant, so duplicate detection of information, and sending in at least a first data packet and a second data packet, wherein the first data packet, a first sender address and the second data packet one of which different second Absen ¬ deradresse has first means and with the first means syn ¬ chronisierte second means to the first and second Da ¬ tenpaket provided with an additional synchronized Zeitinformati ¬ ones (TS), the filtering of the redundant information enable on the basis of time information.
Vorteilhafte Aus führungs formen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die redundante Datenübertragung geschieht vorteilhafterweise gemäß dem HSR Protokoll über ein Kommunikationsnetz welches eine Ringstruktur aufweist. Advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims. The redundant data transmission is advantageously carried out according to the HSR protocol via a communication network which has a ring structure.
Die Filterung eines redundant gesendeten Datenpaketes wird vorteilhafter Weise durch ein ausgewähltes Netzelement durch¬ geführt wird, wobei das ausgewählte Netzelement die Verbin¬ dung herstellt zwischen der Ringstruktur des Kommunikations- netzes und dem durch eine im Paket enthaltene Empfängeradres¬ se adressieren Empfänger der Daten. The filtering of a data packet redundantly transmitted is advantageously performed by a selected network element by ¬, said selected network element, the Verbin ¬ dung establishes between the ring structure of the communication network and the address by a contained in the packet Empfängeradres ¬ se recipient of the data.
Die Datenpakete enthalten weiterhin in einer vorteilhaften Aus führungs form Informationen über zumindest eine Sequenznum- mer, welche das Filtern der redundanten Pakete erleichtert. In an advantageous embodiment, the data packets also contain information about at least one sequence number, which facilitates the filtering of the redundant packets.
In einer vorteilhaften Aus führungs form wird das Verfahren in einer Automatisierungsanlage eingesetzt, wobei die Informati¬ onen geeignet sind zur Verwendung in einer speicherprogram- mierbaren Steuerung, es sich bei dem Sender der Informationen um einen Sensor handelt und dass die Informationen Sensormessdaten sind. In an advantageous embodiment from the method is used in an automation system guide shape, wherein the Informati ¬ ones are suitable for use in a programmable logic controller, If the sender of the information is a sensor and that information is sensor data.
Das Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn es sich bei den zu übertragenden Informationen um zeitkritische Daten handelt. Denn jeder Datenverlust bedeutet auch einen Zeitverlust . The method is particularly advantageous if the information to be transmitted is time-critical data. Because every loss of data also means a loss of time.
Diejenigen Datenpakete, die zu übertragende zeitkritische In- formationen beinhalten, sollen als solche in geeigneter Weise gekennzeichnet sind, indem es sich bei den Datenpaketen um Ethernet Frames gemäß dem Standard IEEE 802.3 handelt und das Typfeld Etherframe in geeigneter Weise belegt ist. Diejenigen Datenpakete, die zu übertragenden zeitkritischen Alternativ können die Datenpakete, welche die zeitkritischen Informationen beinhalten, zusätzlich als solche in geeigneter Weise mittels eines Priority Tag gekennzeichnet sein. Die Aus führungs formen zur Vorrichtung sind analog zu denen der Verfahren. Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen die Figuren: Those data packets which contain time-critical information to be transmitted should be identified as such in a suitable manner in that the data packets are Ethernet frames in accordance with the IEEE 802.3 standard and the type field Etherframe is suitably assigned. Those data packets, the time-critical alternative to be transmitted, may additionally be identified as such by means of a priority tag, the data packets containing the time-critical information. The embodiments of the device are analogous to those of the methods. In the following, embodiments of the invention will be described. The figures show:
Figur 1 einen ersten Stand der Technik, Datenduplikate in einem ringförmigen Netzwerk, FIG. 1 shows a first prior art, data duplicates in an annular network,
Figur 2 einen zweiten Stand der Technik, Datenduplikate aus redundanten Sensormessungen, FIG. 2 shows a second prior art, duplicate data from redundant sensor measurements,
Figur 3 eine erstes Netz mit redundanten Datenpaketen gemäß der Erfindung, und Figure 3 shows a first network with redundant data packets according to the invention, and
Figur 4 ein zweites Netz mit mehreren Sendergruppen. FIG. 4 shows a second network with several transmitter groups.
Das beanspruchte Verfahren beschreibt eine Lösung, mit deren Einsatz die bisher bekannten Protokollen (PRP/HSR) die redundanten Pakete dennoch filtern können, siehe Figur 3. Es wird dabei vorausgesetzt, dass Sender-Stationen (z. B. Sensoren) SEN1, SEN2, die die gleichen hochverfügbaren zeitkritischen Daten DS1, DS2 bereitstellen, zueinander durch geeignete Mit- tel CLOCK, CLOCK' mit der entsprechenden Genauigkeit synchronisiert sind, so dass es der Anwendung die auf dem Empfänger PLC läuft, die die gleichen hochverfügbaren zeitkritischen Daten verarbeitet, egal ist, von welchem Sensor die Daten be¬ reitgestellt worden sind. Des weiteren ist vorgesehen, dass zur Erkennung bzw. Filterung von Duplikaten, statt der Sequenznummer die Zeitinformation TS verwendet wird, die in den redundanten Datenpaketen Dl, D2 enthalten sind. Der Header der beiden Datenpakete enthält weiterhin die Zieladresse DA_1. Da die beiden redundanten Datenpakete über verschiedene Netzelemente NE1, NE3 in das Kommunikationsnetz eingespeist werden, laufen die redundanten Datenpakete zunächst über verschiedene Wege RS4, RS3 zum Auskoppelknoten AK aus der Ring- topologie. Dort können die redundanten Datenpakete aufgrund der Zeitinformation TS (Timestamp) herausgefiltert werden und nur ein Datenpaket Dx wird bis zum Empfänger durchgeroutet . The claimed method describes a solution with whose use the previously known protocols (PRP / HSR) can nevertheless filter the redundant packets, see FIG. 3. It is assumed here that transmitter stations (eg sensors) SEN1, SEN2, which provide the same high-availability time-critical data DS1, DS2, are synchronized with each other by suitable means CLOCK, CLOCK 'with the corresponding accuracy, so that the application running on the receiver PLC, which processes the same high-availability time-critical data, does not matter from which the data has been sensor ¬ be placed riding. Furthermore, it is provided that for detecting or filtering duplicates, instead of the sequence number, the time information TS is used, which are contained in the redundant data packets Dl, D2. The header of the two data packets also contains the destination address DA_1. Since the two redundant data packets are fed into the communication network via different network elements NE1, NE3, the redundant data packets initially run via different paths RS4, RS3 to the coupling-out node AK from the ring topology. There, the redundant data packets due the time information TS (Timestamp) are filtered out and only one data packet Dx is routed through to the receiver.
Pakete mit gleicher Zeitinformation aber aus unterschiedlichen Datenquellen sind klar voneinander zu trennen. Dazu kann eine netzwerkweit eindeutige Stream-Zieladresse DA_1 (kombi¬ niert mit Priority Tag, bzw. Ethertype, ... ) bzw. eine netz¬ werkweite eindeutige Kennung für die hochverfügbaren zeitkritischen Daten verwendet werden. Packages with the same time information but from different data sources must be clearly separated. For this purpose, a network-wide unique stream destination DA_1 (combi ¬ ned with Priority day, or Ethertype, ...) are used, and a network-¬-wide unique identifier for the highly available time-critical data.
Die vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, dass die heute be¬ kannten Medienredundanzprotokolle wie PRP und HSR zum Aufbau systemredundante Anlagen weiterhin verwendet werden können, da nur die zur Erkennung von Duplikaten verwendeten Parameter einer erweiterten Interpretation bedürfen. The proposed solution has the advantage that the media redundancy protocols known today, such as PRP and HSR, can continue to be used to set up system-redundant systems, since only the parameters used to detect duplicates require an extended interpretation.
Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist der reibungslose Aus¬ tausch von Aus-Koppler-Knoten sowie Endstationen. Another advantage of this solution is the smooth exchange of ¬ From From coupler nodes and end stations.
Die Lösung erfordert keine Pro ektierung an der einzusetzenden Hardware . The solution requires no e ecting on the hardware to be used.
Figur 4 zeigt das erfindungsgemäße Vorgehen in einem größeren Netz mit 4 Sende-Stationen, SEN1, SEN2, SEN3 und SEN4, wobei jeweils zwei der Stationen die redundanten Daten DS1, DS2 bzw DS3, DS4 ermitteln und versenden. Die synchronisierte Zeitinformation TS, TS1 wird durch die 4 Zeitnehmer CLOCK, CLOCK' bzw CLOCK1, CLOCK1' ermittelt. Es werden nun 4 Datenpakete DS1 bis DS4 zum Empfänger geschickt, wobei DS1 und DS3 den selben Weg zur Ringtopologie nehmen über das Netzelement NE1. Es ist nun wiederum Aufgabe des Auskoppelknoten AK, die redundanten Datenpakete zu ermitteln und herauszufiltern . Dabei ist natürlich darauf zu achten, dass nicht mehr Datenpakete gefiltert werden, als erlaubt. Im vorliegenden Fall unterschieden sich die beiden Datenpakete Dx, Dy, welche beim Empfänger eintreffen, durch einen Wert im Header, DA_1 bzw. FIG. 4 shows the procedure according to the invention in a larger network with 4 transmitting stations, SEN1, SEN2, SEN3 and SEN4, two of the stations each determining and transmitting the redundant data DS1, DS2 or DS3, DS4. The synchronized time information TS, TS1 is determined by the 4 timers CLOCK, CLOCK 'or CLOCK1, CLOCK1'. 4 data packets DS1 to DS4 are now sent to the receiver, with DS1 and DS3 taking the same route to the ring topology via the network element NE1. It is again the task of the decoupling node AK to determine and filter out the redundant data packets. It is of course important to ensure that no more data packets are filtered than allowed. In the present case, the two data packets Dx, Dy, which arrive at the receiver, distinguished by a value in the header, DA_1 or
DA 2. Die Zeitinformation TS kann dagegen identisch sein. DA 2. The time information TS, however, can be identical.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Übermittlung von Informationen (D, Dsl, 1. Method for transmitting information (D, Dsl,
Ds2)  ds2)
in einem Kommunikationsnetz, bestehend aus miteinander verknüpften Netzelementen (NE 1...6, AK),  in a communication network consisting of interconnected network elements (NE 1 ... 6, AK),
wobei die Informationen redundant zumindest zweimal ermit¬ telt werden (Dsl, Ds2), und in jeweils zumindest einem ersten Datenpaket (Dl) und einem zweiten Datenpaket (D2) versendet werden, und wherein the information is redundantly at least twice ermit ¬ telt (Dsl, Ds2), and in each case at least one first data packet (DI) and a second data packet (D2) to be sent, and
die Datenpakete zusätzliche Sender-Adressinformationen (SA_1, SA_2) umfassen,  the data packets comprise additional sender address information (SA_1, SA_2),
wobei das erste Datenpaket (Dl) eine erste Absenderadresse (SA_1) und das zweite Datenpaket (D2) eine davon unter¬ schiedliche zweite Absenderadresse (SA_2) hat, wherein the first data packet (DL) and a first return address (SA_1) and the second data packet (D2) thereof to a ¬ schiedliche second sender address (SA_2) has,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das erste und das zweite Datenpaket eine zusätzliche syn¬ chronisierte Zeitinformationen enthalten (TS), und die Filterung der redundanten Informationen anhand der Zeitinformation durchgeführt wird. the first and the second data packet an additional syn ¬ chronisierte time information (TS), and the filtering of the redundant information is carried out based on the time information.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, 2. Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Kommunikationsnetz eine Ringstruktur (RS1, RS2, RS3, RS4 , NE1, NE2 , NE3, AK) aufweist.  the communication network has a ring structure (RS1, RS2, RS3, RS4, NE1, NE2, NE3, AK).
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, 3. Method according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Filterung eines redundant gesendeten Datenpaketes durch ein ausgewähltes Netzelement (AK) durchgeführt wird, wobei das ausgewählte Netzelement die Verbindung herstellt zwischen der Ringstruktur des Kommunikations¬ netzes und dem durch eine im Paket enthaltene Empfänger¬ adresse adressieren Empfänger (PLC) der Daten. filtering a data packet redundantly transmitted by a selected network element (AK) is carried out, wherein the selected network element establishes the connection between the ring structure of the communication ¬ network and the address by a contained in the packet receiver ¬ address receiver (PLC) of the data.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, 4. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete Informationen über zumindest eine Se¬ quenznummer (Seq_l, Seq_2) enthalten. characterized in that the data packets contain information about at least one Se ¬ quenznummer (Seq_l, Seq_2).
Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Method according to one of the preceding claims, characterized in that
es sich bei dem Sender der Informationen um einen Sensor (SEN1, SEN2, SEN3, SEN4 ) handelt und dass die Informatio¬ nen Sensormessdaten sind. If the sender of the information is a sensor (SEN1, SEN2, SEN3, SEN4) and that the Informatio ¬ NEN sensor measurement data.
Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Method according to one of the preceding claims, characterized in that
es sich beim dem Empfänger der Informationen (Dx, Dy) um eine Speicherprogrammierbare Steuerung (PLC) innerhalb einer Automatisierungsanlage handelt. the receiver of the information (Dx, Dy) is a programmable logic controller (PLC) within an automation system.
Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Method according to one of the preceding claims, characterized in that
es sich bei den zu übertragenden Informationen (D, Dsl, Ds2) um zeitkritische Daten handelt. the information to be transmitted (D, Dsl, Ds2) is time-critical data.
Verfahren nach Patentanspruch 7, Method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
diejenigen Datenpakete, die zu übertragenden zeitkriti¬ schen Informationen (D, Dsl, Ds2) beinhalten, als solche in geeigneter Weise gekennzeichnet sind, indem es sich bei den Datenpaketen um Ethernet Frames gemäß dem Standard IEEE 802.3 handelt und das Typfeld Etherframe in ge¬ eigneter Weise belegt ist. Verfahren nach Patentanspruch 7, those data packets to be transmitted zeitkriti ¬ specific information (D, Dsl, Ds2) include, as such are presented in a suitable manner by this is Ethernet frames according to the IEEE 802.3 standard, the data packets and the type field Etherframe suitably in ge ¬ Way is occupied. Method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
diejenigen Datenpakete, die zu übertragenden zeitkriti¬ schen Informationen (D, Dsl, Ds2) beinhalten, zusätzlich als solche in geeigneter Weise mittels eines Priority Tag gekennzeichnet sind. Vorrichtung zur Übermittlung und Filterung von Informationen (D, Dsl, Ds2) in einem Kommunikationsnetz, bestehend aus miteinander verknüpften Netzelementen (NE 1...6, AK), , are also marked as such in a suitable manner by means of a Priority Tag those data packets to be transmitted zeitkriti ¬ specific information (D, Dsl, Ds2) include. Device for transmitting and filtering information (D, Dsl, Ds2) in a communication network consisting of interconnected network elements (NE 1 ... 6, AK),
mit Mitteln zur redundanten Ermittlung der Informationen (SEN1, SEN2), und Versendung in zumindest einem ersten Datenpaket (Dl) und einem zweiten Datenpaket (D2), wobei die Datenpakete zusätzliche Sender-Adressinformationen (SA_1, SA_2) umfassen,  with means for redundantly determining the information (SEN1, SEN2), and sending in at least a first data packet (D1) and a second data packet (D2), wherein the data packets comprise additional transmitter address information (SA_1, SA_2),
wobei das erste Datenpaket (Dl) eine erste Absenderadresse (SA_1) und das zweite Datenpaket (D2) eine davon unter¬ schiedliche zweite Absenderadresse (SA_2) hat, wherein the first data packet (DL) and a first return address (SA_1) and the second data packet (D2) thereof to a ¬ schiedliche second sender address (SA_2) has,
gekennzeichnet durch  marked by
erste Mittel (Clockl) und mit den ersten Mitteln synchro¬ nisierte zweite Mittel (Clock2) die das erste und das zweite Datenpaket mit eine zusätzliche synchronisierten Zeitinformationen versehen (TS), die die Filterung der redundanten Informationen anhand der Zeitinformation ermöglichen . first means (clockl) and synchro nized ¬ second means to the first means (Clock2) provided that the first and the second data packet with an additional synchronized time information (TS) which allow the filtering of the redundant information based on the time information.
11.Vorrichtung nach Patentanspruch 11, 11.Vorrichtung according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Kommunikationsnetz eine Ringstruktur (RS1, RS2, RS3, RS4 , NE1, NE2 , NE3, AK) hat.  the communication network has a ring structure (RS1, RS2, RS3, RS4, NE1, NE2, NE3, AK).
12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, 12. Device according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein ausgewähltes Netzelement (AK) zur Filterung von re¬ dundant gesendeten Datenpaketen vorgesehen ist, wobei das ausgewählte Netzelement die Verbindung herstellt zwischen der Ringstruktur des Kommunikationsnetzes und dem durch eine im Paket enthaltene Empfängeradresse adressierena selected network element (AK) is provided for filtering re ¬ redundantly transmitted data packets, the selected network element establishes the connection between the ring structure of the communication network and the address contained in the packet by a receiver address
Empfänger (PLC) der Daten. Receiver (PLC) of the data.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, 13. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Datenpakete Informationen über zumindest eine Se quenznummer (Seq 1, Seq_2) enthalten. the data packets contain information about at least one sequence number (Seq 1, Seq_2).
14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche 11 bis 13, 14. Device according to one of the preceding claims 11 to 13,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Sender der Informationen ein Sensor (SEN1, SEN2, SEN3, SEN4) ist und dass die Informationen Sensormessda¬ ten sind. the sender of the information is a sensor (SEN1, SEN2, SEN3, SEN4) and that the information Sensormessda ¬ ten are.
15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche 11 bis 14, 15. Device according to one of the preceding claims 11 to 14,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Empfänger der Informationen (Dx, Dy) eine Speicherprogrammierbare Steuerung (PLC) innerhalb einer Automati¬ sierungsanlage ist. 16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche 11 bis 15, the recipient of the information (Dx, Dy) is a programmable logic controller (PLC) within an automation ¬ sierungsanlage is. 16. Device according to one of the preceding claims 11 to 15,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die zu übertragenden Informationen (D, Dsl, Ds2) zeitkritische Daten sind.  the information to be transmitted (D, Dsl, Ds2) is time-critical data.
17. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, 17. Device according to claim 16,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
diejenigen Datenpakete, die zu übertragenden zeitkriti¬ schen Informationen (D, Dsl, Ds2) beinhalten, als solche in geeigneter Weise gekennzeichnet sind, indem es sich bei den Datenpaketen um Ethernet Frames gemäß dem Standard IEEE 802.3 handelt und das Typfeld Etherframe in ge¬ eigneter Weise belegt ist. 18.Vorrichtung nach Patentanspruch 16, those data packets to be transmitted zeitkriti ¬ specific information (D, Dsl, Ds2) include, as such are presented in a suitable manner by this is Ethernet frames according to the IEEE 802.3 standard, the data packets and the type field Etherframe suitably in ge ¬ Way is occupied. 18.Vorrichtung according to claim 16,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
diejenigen Datenpakete, die zu übertragenden zeitkriti¬ schen Informationen (D, Dsl, Ds2) beinhalten, zusätzlich als solche in geeigneter Weise mittels eines Priority Tag gekennzeichnet sind. , are also marked as such in a suitable manner by means of a Priority Tag those data packets to be transmitted zeitkriti ¬ specific information (D, Dsl, Ds2) include.
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