WO2017148712A1 - Betrieb eines datennetzwerks - Google Patents

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WO2017148712A1
WO2017148712A1 PCT/EP2017/053631 EP2017053631W WO2017148712A1 WO 2017148712 A1 WO2017148712 A1 WO 2017148712A1 EP 2017053631 W EP2017053631 W EP 2017053631W WO 2017148712 A1 WO2017148712 A1 WO 2017148712A1
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ring
network
data
transmission
switching device
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PCT/EP2017/053631
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French (fr)
Inventor
Marc Brunke
Original Assignee
Marc Brunke
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/35—Switches specially adapted for specific applications
    • H04L49/351—Switches specially adapted for specific applications for local area network [LAN], e.g. Ethernet switches
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/437—Ring fault isolation or reconfiguration

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a data network, which is designed to work with a ring structure-incompatible data transmission protocol (preferably with the Ethernet protocol). Moreover, the invention relates to a corresponding data network, in which this method can be used, as well as a network connection device for establishing such a data network.
  • Ethernet networks ie as networks in which data is transmitted in accordance with the Ethernet standard or Ethernet protocol IEEE802.3 (hereinafter also referred to simply as short Ethernet).
  • IEEE802.3 Ethernet protocol IEEE802.3
  • Ethernet switches or Ethernet hubs usually form a so-called “loop" in the structure of a ring structure, causing the Ethernet data packets to be permanently circulated, thereby overloading the Ethernet connection, resulting in the failure of the entire network
  • Ethernet networks are typically only star or tree-shaped, but to maintain redundancy on some lines, it is possible to program certain switches using methods such as "spanning tree” that determine the data packets Assign paths to prevent said loop.
  • this requires special hardware and special knowledge of the respective user.
  • the reaction time in such methods can be several seconds to minutes depending on the network.
  • a ring interconnection would have the advantage that when the ring is interrupted at one point, the accessibility of all other network nodes, ie the switches or hubs, is still possible. Therefore, such ring structures have been proven in other networks that do not work with a ring-structure-incompatible data transmission protocol such as Ethernet.
  • the standard Ethernet link signal is modified in such a way that an interruption of the ring can be signaled. If such a ring interruption signaled, the blockade is canceled at the said port again.
  • EP 1 062 787 B1 proposes that in the Ethernet Standard periodically send test telegrams to check the redundant transmission or interruption of the ring.
  • signaling or control of the ring with a transmission of control signals in the Ethernet itself has the disadvantage that in cases where z. B. delayed by an overload of the Ethernet control signals arrive, can come to a faulty interconnection to the ring, which can finally lead to a lame the Ethernet.
  • a correspondingly delayed response or increased waiting time for receiving the control signals in order to avoid such faulty connections means that in an actual interruption of the network, the reaction time is too long.
  • a ring-structure-incompatible data transmission protocol such as Ethernet
  • a plurality of network connection devices for example switches, hubs or the like, which form the nodes of the network, are interconnected by transmission links to form a network ring, ie ring-shaped.
  • the transmission links each have at least a first transmission channel and at least one second transmission channel.
  • the first transmission channels of the transmission links serve each for the transmission of user data, such as audio and / or video data, but also control data, eg. As for mixing consoles, lights, etc., which are transmitted to the ring structure-incompatible data transmission protocol, ie in particular in the Ethernet.
  • the second transmission channels each serve to transmit ring closure control data (which could also be referred to as redundancy control data) by means of a data transmission method that is different from the ring-structure-incompatible data transmission protocol, that is, in particular the Ethernet.
  • the first transmission channel and the second transmission channel of a transmission path are on the one hand physically coupled to each other, ie, for example, in some physically connected, such as mechanically connected wires in a cable or the like.
  • the first transmission channel and the second transmission channel are nevertheless at least logically independent, ie in this respect independently operable.
  • the first and second transmission channels of a transmission link can also be physically independent, as in the case of two lines in a cable.
  • the network ring is then interrupted with a switching device integrated in the network ring with respect to the first transmission channels at least at one, preferably at exactly one point.
  • a switching device integrated in the network ring with respect to the first transmission channels at least at one, preferably at exactly one point.
  • permanent or preferably short time intervals for example regular, e.g. approx. every 20 s, transmit ring-closing control data between the network connection devices via the second transmission channels.
  • This ring-closure control data is used to check that all network connection devices are properly connected to the network ring (open to the first transmission channels).
  • the switching device Upon detection of a connection error, the switching device is actuated such that it switches from the opened state to a closed state in which the interruption of the network ring caused by the switching device with respect to the first transmission channels is canceled.
  • the transmission of the ring structure control data no longer occurs within the ring-incompatible data transmission protocol or Ethernet itself, but deliberately via an at least logically completely independent transmission channel. Regardless of what happens within the Ethernet with the data on the first transmission channels, for example, whether they are overloaded and therefore the data is sent delayed on this logical transmission channel, a quick control of the ring structure is always guaranteed. This allows for a correspondingly faster and safer response to eventual network interruptions, while reducing the risk of it becoming too faulty interconnection to a loop within the ring structure incompatible data transmission protocol or Ethernet.
  • a data network has a plurality of network connection devices which are interconnected via transmission links to form the network ring, these transmission links each having physically coupled, but at least logically independent, first transmission channels for transmitting user data with the ring structure as explained above incompatible data transmission protocol and second transmission channels for transmitting Ring gleich- control data with another data transmission method.
  • the network connection devices accordingly have to be designed, for example, have corresponding interfaces or ports that when connecting the transmission links sent via the at least logically independent transmission channels user data and ring closure control data also separated with the respectively appropriate data transmission protocol or Process and / or forward data transmission methods.
  • the data network also requires a switching device integrated in the network ring, which in an opened state interrupts the network ring with respect to the first transmission channels, as well as a control device (detection and / or test device), which is designed to operate on the basis of the ring closure.
  • Control data transmitted via the second transmission channels between the network connection devices to check whether all the network connection devices, as explained above, are connected to the network ring and thus, in the event of a detection of a connection error, activate the switching device, that it switches from the opened state to a closed state in which the interruption of the network ring caused by the switching device with respect to the first transmission channels is canceled.
  • the control device and / or the switching device can preferably be at least partially integrated in at least one of the network connection devices.
  • already existing components and functions which are usually present in a switch or hub, used and / or appropriately interconnected. In principle, it is also possible, regardless of the network Connection devices interconnect a separate switching device and / or control device within the data network.
  • a preferred network connection device with correspondingly integrated switching device and control device has a first interface and a second interface, i. H.
  • Each of the transmission links comprises, as explained above, at least one first transmission channel and at least one second transmission channel, which are physically coupled to each other but at least logically independent.
  • the network connection device is designed such that user data is transmitted with the ring structure-incompatible data transmission protocol between the first interface and the second interface with respect to the first transmission channels.
  • these user data are received in each case on the first transmission channels on one port and sent or forwarded on the other port, whereby the ring-structure-incompatible data transmission protocol, for example the Ethernet protocol, is used.
  • This network connection device has a switching device which in an opened state interrupts the network ring with respect to the first transmission channels between the first interface and the second interface.
  • the network connection device has a control device which is designed to use at least one of the second transmission channels on at least one of the two transmission channels based on ring-closure control data which the network connection device has correctly connected and operated Ports receives to control whether certain other network connection devices are properly connected to the network connection device within a network ring opened by the switching device with respect to the first transmission channels with respect to the second transmission channels.
  • the network connection device uses a data reception method different from the ring structure-incompatible data transmission protocol.
  • the first and the second transmission channels are each realized as (only) logically separate transmission channels on a common physical transmission path. This means that the data that is transmitted on the first transmission channel and the data that is transmitted on the second transmission channel are sent over one and the same common line, for example.
  • a multiplex method can be used with particular preference, very particularly preferably a time division multiplex method or optical multiplex method. That is, by appropriate multiplexers on the transmitter side and demultiplexer on the receiver side in the network connection devices is ensured in each case that the payload and the ring closure control data are transmitted independently, namely on the different logical transmission channels, but still on and the same physical path is used. If this physical path fails, for example because the line is cut, both logical transmission channels are interrupted at the same time. Thus, the separation of the second transmission channels signals the separation of the first transmission channels.
  • the common physical transmission link may be, for example, a transmission link in which the same transmitter and the same receiver are used, for example a directional radio transmission link If both transmitter and / or receiver fail or the radio signal between transmitter and receiver is shielded, both transmission channels are automatically interrupted.
  • the first transmission channel and the second transmission channel are physically separated, for example implemented on different lines, but nevertheless coupled to one another (eg mechanically) such that as a rule the second transmission channel also fails if the first transmission channel fails ,
  • the first transmission channel and the second transmission channel can be realized on at least two different lines in a common cable.
  • the use of separate lines has the advantage that it is possible to dispense with multiplexers or demultiplexers in the network connection devices.
  • the multiplex variant is advantageous if, for example, due to the high data rate for the user data by means of the ring structure-incompatible data transmission protocol, there are no free lines in the cables available.
  • the second transmission channel is realized on a separate line, additional user data, for example also audio and / or video data, but also via the second transmission channel can be transmitted, wherein the transmission should take place with a transmission protocol that is not ring structure incompatible.
  • additional payload data are transmitted via the second transmission channels, preferably a suitable synchronization of the payload data transmission via the second transmission channels takes place with the transmission of the payload data over the first transmission channels, but such that no delay occurs during the transport of the ring closure control data.
  • a closed state of the switching device is always checked whether the network ring is closed with respect to the second transmission channels. If this is the case, then the switching device will interrupt the network ring with respect to the first transmission channels.
  • this can also apply if, for example, a connection error is detected during operation by the control device and then the switching device has been switched to the closed state. Also in this case, the merger of the network ring is further checked with respect to the second transmission channels and, if necessary, the switching device opened again. In the case of an erroneous detection of a connection error, for example, because ring closure control data was not received correctly, without actually the line was interrupted, so the faulty merger of the first transmission channels to a loop can be corrected immediately.
  • This shows a particular advantage of the method according to the invention over methods in which the transmission of the ring closure control data via the Ethernet itself takes place.
  • control device and / or the switching device can also be interposed in the network ring as separate components or common structural unit, independently of the network connection devices, for example switches or hubs.
  • network connection devices for example switches or hubs.
  • a control device for connection control and / or the switching device is integrated in a plurality of such network connection devices, in a preferred variant when setting up the network ring it can be determined which of the network connection devices is responsible for interrupting the network connection. Rings is responsible for the first transmission channels. For example, this may each be determined by the technician building the network ring by programming the network connection devices accordingly or by setting appropriate switching units on the network connection devices.
  • a network connection device which is then responsible, the interruption of the network Rings with respect to the first transmission channels (and of course, if necessary, to control the connections).
  • the network connection devices available in each case determine on the basis of the defined rules themselves which of the network connection devices serves as a "control master.”
  • Such a rule could be, for example, that the largest or the smallest address is used.
  • the network connection devices are preferably each assigned unique addresses at least within the data network, ie, for example, a separate IP address within the data network, which is assigned to the network connection device when the data network is set up, eg. B. is programmed.
  • a separate IP address within the data network which is assigned to the network connection device when the data network is set up, eg. B. is programmed.
  • globally unique addresses so for example MAC addresses, the individual network connection devices be assigned, which then form a unique address within the data network.
  • the switching device can be designed such that it actually physically interrupts the network ring with respect to the first transmission channel, for example in the form of a physical switch, such as a switch. As a relay or electronic analog switch.
  • the switching device has a filter device. It is designed such that, in order to logically interrupt the network ring with respect to the first transmission channels, it performs a filtering of specific data addressed to specific network connection devices.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a data network according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a data network according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of a network connection device for a third embodiment of a data network according to the invention
  • Figure 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of a data network according to the invention.
  • the data network for operation for the transmission of user data in the form of audio and / or video data as well as possibly control data for mixing consoles, lighting, etc. serves as for example at concerts, shows or Other events are needed.
  • the ring-structure-incompatible data transmission protocol is an Ethernet protocol. This can be an Ethernet with any data rate, for example a 10 Mbit, 100 Mbit, 1 Gbit or 10 Gbit Ethernet.
  • FIGS. 1, 2 and 4 show in each case in simplified form a network ring 1 with four network nodes or network connection devices 2, 2 M , 20, 20 M , 40, 40 M -
  • rings with less or build more than four network connection devices 2, 2 M , 20, 20 M , 40, 40 M
  • two such network connection devices 2, 2 M , 20, 20 M , 40, 40 M are sufficient for this purpose.
  • the network connection devices are also referred to as "switches" for short, since apart from the modifications according to the invention, these can be conventional switches which are suitable for an Ethernet connection all switches 2, 2 M , 20, 20 M , 40, 40 M of a network ring 1 also each have a similar structure.
  • the index M designates only the respective network connection device, which acts as a "control master switch" within the illustrated network ring and is responsible for the ring interruption with respect to the first transmission channel 4 here, ie with respect to the Ethernet connection.
  • the transmission links 3 are here shown in each case as a cable 3, since it is usually cable connections. In principle, however, a radio transmission, such as a radio link or the like, would be possible.
  • each cable 3 contains at least two physically separate transmission channels 4, 5, which may, for example, be realized within the cable 3 in the form of different lines 4, 5.
  • the cable 3 could be a CAT5, a CAT7 or a fiber optic cable with different fiber optic cables.
  • the cable 3 could be a CAT5, a CAT7 or a fiber optic cable with different fiber optic cables.
  • the cable 3 could be a CAT5, a CAT7 or a fiber optic cable with different fiber optic cables.
  • the first transmission channel 4 for the payload N E ie in particular audio and video data, but also control data for mixing consoles, lighting, etc.
  • the two still free twisted pair lines then serve as a second transmission channel 5 for transmission of the loop control data K, which according to the invention are not transmitted in the Ethernet protocol, but with a separate, suitable protocol or even without a protocol.
  • the switches 2, 2 M in the embodiment of Figure 1, as mentioned, are largely constructed as conventional switches and have at least two ports 8, 9, which serve as interfaces 8, 9 for connecting the transmission lines 3 and cable 3.
  • These can be standard RJ45 interfaces, such as a Winchester connector, such as those found on CAT5 or CAT7 cables.
  • other standards can be used, such as connectors such as duplex LC for connecting fiber optic cables, if a light conductor Ethernet is to be established.
  • a switch can of course also have any other ports (this also applies to the other variants of switches).
  • a further port 10 is shown in simplified form in each switch 2, 2 M in order, for example, to build an Ethernet architecture extending beyond the network ring, for example as a conventional tree structure or the like, starting from the respective switch 2, 2 M.
  • the data arriving on the various transmission channels 4, 5 within the switches 2, 2 M are treated completely differently. While the user data N E transmitted in the Ethernet protocol via the first transmission channels 4 of the cables 3 are in each case simply forwarded from one port 8 to the other port 9 in the usual way as an Ethernet data packet, the ring closure control data K, which are transmitted via the second transmission channels 4 of the cable 3 arrive at the ports 8, 9, treated separately within the switches, namely a control device 7 supplied.
  • the control device 7 can be realized, for example, in the form of a microcontroller or the like.
  • Deviating from conventional Ethernet switches is here also in each switch 2, 2 M, a switching device 6, via which the user data N E are each additionally routed from one port 8 to the other port 9.
  • this may be a mechanical switch.
  • it is an electronic analog switch. Normally, the switches of this switching device 6 are closed, so that the Ethernet data packets are actually passed from one port 8 to the other port 9. Only at one point, namely at the point of the control master switch 2 M , is the switching device 6 open, as a result of which an Ethernet loop in the network ring 1 is reliably prevented.
  • This switching device 6 is controlled by the control device 7.
  • the latter checks, for example at regular short intervals of 20 ⁇ , based on the closed-loop control data K, whether the entire network ring 1 is closed relative to the second transmission channels 5.
  • the control device 7 of the control-master switch 2 M send itself at appropriate intervals as a clock signal ring closure control data K via one of the two ports 9 and then check whether these ring closure Control data K arrive at the other port 8 again.
  • the control devices 7 of the other switches 2 then simply grind through this ring closure control data K, for example. If the control device 7 in the control master switch 2 M determines that the ring closure control data K sent by itself does not arrive again, then it is to be assumed that the network ring 1 was interrupted somewhere, for example because a cable 3 was interrupted was cut.
  • control device 7 sends a switching command SB to the associated switching device 6 within the control master switch 2 M and ensures that the switch is closed and also in this control master switch 2 M Ethernet data packets are passed ,
  • the presumably unintentional, faulty interruption of the network ring 1 is then the "new" Ethernet loop T.
  • the Ethernet is restored, ie "repaired".
  • a warning signal on the control master switch 2 M or on a control device (not shown), which may be connected to the additional port 10, for example, are output, so that the technicians are informed that somewhere the ring line 3 interrupted has been.
  • a switching device 6 for interrupting the Ethernet transmission ie to interrupt the first transmission channels 4, with an associated control device 7 is present, which controls this switching device 6 and, for example, the Ring closure controlled by emission of ring closure control data K and receipt of this ring closure control data K.
  • the switches used namely the control master switch 2 M , such control devices 7 and 6 switching devices. All other switches could be conventional Be Ethernet switches, with the only addition that the transmitted on the second links 5 Ring gleich-control data K are looped through.
  • switches 2 which could also serve as control master switches 2 M because they are equipped with corresponding switching devices 6 and associated control devices 7, it must first be determined which of these switches 2 as a control master switch 2 M is to be used. This can be done beforehand by a technician during the construction of the network ring 1 by correspondingly programming the switches 2, 2 M via suitable programming inputs (not shown) or by means of micro-aging or the like at the switches 2, 2 M himself. Alternatively, it is possible that, for example, before Ethernet data packets are transmitted via the second transmission channels 5, an exchange of control data between the switches 2, 2 M , for example, between the control devices 7 of the switches 2, 2 M , first takes place.
  • the switches 2 independently communicate, which of them is the control master switch 2 M.
  • These specific rules can be defined, which may depend, for example, the addresses of the switches 2, 2M.
  • the switches 2, 2 M can each be assigned unique addresses in the network ring, for example IP addresses or also MAC addresses. It can then be specified in the rules that the switch 2 with the highest or the lowest address is to form the control master switch 2 M.
  • FIG. 2 shows a somewhat different variant of the data network, which, however, differs only here by the design of the switches 20, 20 M.
  • the difference in the design of the switches 20, 20 M is only in the nature of the interruption of the Ethernet loops, ie in the nature of the switching device 26th
  • each switch 20, 20 M is also equipped here (as an example) with two ports 21, 22 for coupling to the cables 3 of the network ring 1 and a further port 23 for coupling to other network architectures.
  • each switch also has a control device 27, which can again be configured in the same way as the control device 7 of the switches 2, 2 M in FIG.
  • a switching device 26 is now arranged in the form of a filter in the switches 20, 20 M , which is connected in the Ethernet connection between the terminals of the first transmission channels 4 of the ports 21, 22. For example, all Ethernet data packets can be filtered out here.
  • FIG. 3 shows an alternative network connection device 30, which differs from the switch 20, 20 M in FIG.
  • control device 37 is no longer present internally in the switch 35, but instead on an external microcontroller, which via SMI (Serial Management Interface) interfaces 38, 39 connected to the switch 35.
  • SMI Serial Management Interface
  • switching device 36 as in the embodiment of Figure 2, here a filter is used.
  • the switch 35 contains a simple detector 34, which independently registers the existence of regularly occurring ring closure control data K. If this is not the case, a signal is sent to the microcontroller 37 via a first SMI interface 38, which in turn programs the filter 36 via the second SMI interface 39. Via this SMI interface 39, the microcontroller 37 can also ensure that the ring closure control data K, for example a clock signal, is output regularly to the second transmission channels 5.
  • a construction as in FIG. 3 can, of course, also be realized with a switching device 6 as in FIG.
  • FIG. 4 shows a further variant in which the first transmission channels 4 and the second transmission channels 5 are only logically decoupled from one another, but are transmitted physically via the same line or the same lines.
  • this variant can preferably be used in Ethernet networks with high data rates above 1 GB, for example, if there are no longer any cables in the cable 3 available.
  • the ring closure control data K are transmitted together with the useful data N E in an electrical or optical multiplexing method on the same physical lines of the cable 3.
  • the multiplexing method two completely independent logical transmission channels 4, 5 are set up.
  • the switches 40, 40 M here are constructed as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, ie with two ports 41, 42 for connecting the cables for the network ring 1, a further port 43 (and optionally further ports ) for connecting further network nodes and / or terminals within the Ethernet, a control device 47 for checking the ring closure control data and the components for transmitting the Ethernet data including a switching device 46, here again as an example a mechanical switching device 46 to the Ethernet Ring, ie the first logical transmission channel 4, to interrupt specifically at one point.
  • a switching device 46 here again as an example a mechanical switching device 46 to the Ethernet Ring, ie the first logical transmission channel 4, to interrupt specifically at one point.
  • the ports 41, 42 are now equipped with multiplexer / demultiplexer units or multiplexer / demultiplexer to assemble the control data K and the payload N E in the intended multiplexing prior to being placed on the wires of the cable 3 are sent and, if such multiplexed data arrive at one of the ports 42, 43, demultiplex them and forward the control data K to the control device 47 and the payload N E as an Ethernet data packet via the switching device 46 in the usual way to the other Port 43, 42 to pass.
  • a multiplex method preferably a time-multiplex method in question, in which at regular intervals, for example, the control signals or ring closure control data are sent and the Ethernet packets are interposed in time.
  • the multiplexing process ensures that the control signals are always transmitted, even if the Ethernet data volume is high or too high, since the control signals have their own time window.
  • control signals and Ethernet packets with different optical wavelengths are generated and then passively combined via optical filters at the transmitter and separated at the receiver.
  • switches shown in the figures can also have all other functions, components, ports, etc., like other already known switches, for example functions such as management function, control and monitoring functions, IP filtering, prioritization for Quality of Service (QoS ) or ports for devices such as computers.
  • functions such as management function, control and monitoring functions, IP filtering, prioritization for Quality of Service (QoS ) or ports for devices such as computers.
  • QoS Quality of Service
  • the use of the indefinite article does not exclude “a” or "an” that the characteristics in question also can be present multiple times.
  • the term "entity” does not exclude that it can also consist of several subunits.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Datennetzwerks und ein Datennetzwerk, das ausgebildet ist, um mit einem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll zu arbeiten. Mehrere Netzwerk-Verbindungsgeräte (2), 2M werden durch Übertragungsstrecken (3) unter Bildung eines Netzwerk-Rings (1) untereinander verbunden. Letztere umfassen jeweils zumindest einen ersten Übertragungskanal (4) mit dem Datenübertragungsprotokoll und zumindest einen zweiten Übertragungskanal (5) mit einem von dem Datenübertragungsprotokoll verschiedenen Datenübertragungsverfahren, wobei der erste Übertragungskanal (4) und der zweite Übertragungskanal (5) miteinander physisch gekoppelt sind, beispielsweise als mechanisch verbundene Leitungen in einem Kabel (3). Der erste Übertragungskanal dient dabei zur Übertragung von Nutzdaten NE, beispielsweise Audio- und/oder Videodaten, aber auch Steuerdaten, z. B. für Mischpulte, Beleuchtungen etc., die mit dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll, also insbesondere im Ethernet, übertragen werden. Mit einer Schalteinrichtung (6) wird der Netzwerk-Ring (1) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) unterbrochen, und über die zweiten Übertragungskanäle (5) werden Ringschluss-Kontrolldaten K übertragen. Bei einer Detektion eines Verbindungsfehlers wird die Schalteinrichtung (6) so angesteuert, dass sie von dem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand umschaltet, in dem die von ihr verursachte Unterbrechung des Netzwerk-Rings (1) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) aufgehoben ist. Das Verbindungsgerät 2M wirkt innerhalb des dargestellten Netzwerk-Rings (1) als Control-Master-Switch und ist für die Ringunterbrechung bezüglich des ersten Übertragungskanals (4) verantwortlich. Eine Kontrolleinrichtung (7) des Control-Master-Switch 2M sendet Ringschluss-Kontrolldaten K über einen der beiden Ports (9) aus und kontrolliert, ob diese Ringschluss-Kontrolldaten K am anderen Port (8) wieder ankommen. Die Kontrolleinrichtungen (7) der anderen Verbindungsgeräte (2) schleifen diese Ringschluss-Kontrolldaten K einfach nur durch.

Description

Betrieb eines Datennetzwerks
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Datennetzwerkes, welches ausgebildet ist, um mit einem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll (vor- zugsweise mit dem Ethernet-Protokoll) zu arbeiten. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein entsprechendes Datennetzwerk, in dem dieses Verfahren genutzt werden kann, sowie ein Netzwerk-Verbindungsgerät zum Aufbau eines solchen Datennetzwerks.
Insbesondere lokale Netzwerke sind heutzutage oft als sogenannte Ethernet-Netzwerke aufgebaut, d. h. als Netzwerke, in denen Daten gemäß dem Ethernet-Standard bzw. Ethernet-Protokoll IEEE802.3 (im Folgenden auch einfach kurz Ethernet) übertragen werden. Ein Nachteil eines Ethernet-Netzwerkes besteht jedoch darin, dass es nicht möglich ist, das Netzwerk in Form einer Ringstruktur aufzubauen. Die üblichen Ethernet- Switches oder Ethernet-Hubs bilden normalerweise beim Aufbau einer Ringstruktur eine sogenannte„Loop", was dazu führt, dass die Ethernet-Datenpakete dauerhaft im Kreis herumgeschickt werden. Dadurch wird die Ethernet-Verbindung überlastet, was zum Ausfall des gesamten Netzwerks führt. Daher werden Ethernet-Netzwerke in der Regel bis heute nur stern- bzw. baumförmig aufgebaut. Um dennoch eine Redundanz auf manchen Leitungen zu erhalten, ist es möglich, bestimmte Switches mit Methoden wie „Spanning Tree" zu programmieren, die den Datenpaketen bestimmte Wege zuweisen, um besagten Loop zu verhindern. Dies setzt jedoch besondere Hardware und Spezialkenntnisse des jeweiligen Anwenders voraus. Zudem kann die Reaktionszeit bei solchen Verfahren je nach Netz mehrere Sekunden bis zu Minuten betragen. Eine Ringverschaltung hätte jedoch den Vorteil, dass bei Unterbrechung des Rings an einer Stelle dennoch die Erreichbarkeit aller weiteren Netzknoten, d. h. der der Switches oder Hubs, möglich ist. Daher haben sich solche Ringstrukturen in anderen Netzwerken bewährt, die nicht mit einem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll wie Ethernet arbeiten. Um auch mit einem Ethernet eine Ringstruktur aufbauen zu können, wird daher in der DE 101 61 186 A1 vorgeschlagen, den Ethernet-Ring zu unterbrechen, indem einer der Netzwerkknoten so ausgelegt wird, dass er im Normalfall alle Daten nur auf einem definierten Port überträgt. Dabei wird das Standard-Ethernet-Link-Signal so modifiziert, dass hiermit eine Unterbrechung des Rings signalisiert werden kann. Wird eine solche Ringunterbrechung signalisiert, wird die Blockade am besagten Port wieder aufgehoben. Alternativ wird in der EP 1 062 787 B1 vorgeschlagen, im Ethernet- Standard periodisch Testtelegramme zu senden, um die redundante Übertragung bzw. die Unterbrechung des Rings zu überprüfen. Eine solche Signalisierung bzw. Kontrolle des Rings mit einer Übertragung von Kontrollsignalen im Ethernet selber hat jedoch den Nachteil, dass es in den Fällen, in denen z. B. durch eine Überlastung des Ethernets Kontrollsignale verzögert ankommen, zu einer fehlerhaften Zusammenschaltung zum Ring kommen kann, was endgültig zu einem Lahmlegen des Ethernets führen kann. Eine entsprechend verzögerte Reaktion bzw. erhöhte Wartezeit zum Erhalt der Kontrollsignale, um solche Fehlzuschaltungen zu vermeiden, führt aber wiederum dazu, dass bei einer tatsächlichen Unterbrechung des Netzwerks die Reaktionszeit zu lang ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Datennetzwerkes sowie ein entsprechendes Datennetzwerk anzugeben, in dem auch mit einem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll wie Ethernet gearbeitet werden kann und welches eine noch schnellere und sicherere Reaktion bei einer unbeab- sichtigten Netzwerkunterbrechung, beispielsweise bei einer Durchtrennung eines Kabels oder dergleichen, erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Datennetzwerk nach Patentanspruch 10 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere Netzwerk-Verbindungsgeräte, beispielsweise Switches, Hubs oder dergleichen, welche die Knotenpunkte des Netzwerks bilden, durch Übertragungsstrecken unter Bildung eines Netzwerk-Rings, d. h. ringförmig, untereinander verbunden. Dabei weisen die Übertragungsstrecken jeweils zumindest einen ersten Übertragungskanal und zumindest einen zweiten Übertragungskanal auf. Die ersten Übertragungskanäle der Übertragungsstrecken dienen dabei jeweils zur Übertragung von Nutzdaten, beispielsweise Audio- und/oder Videodaten, aber auch Steuerdaten, z. B. für Mischpulte, Beleuchtungen etc., die mit dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll, also insbesondere im Ethernet, übertragen werden. Die zweiten Übertragungskanäle dienen jeweils zur Übertragung von Ringschluss-Kontrolldaten (welche auch als Redundanz-Kontrolldaten bezeichnet werden könnten) mit Hilfe eines Datenübertragungsverfahrens, das zu dem ringstruktur- inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll, also insbesondere dem Ethernet, verschieden ist. Der erste Übertragungskanal und der zweite Übertragungskanal einer Übertra- gungsstrecke sind dabei einerseits miteinander physisch gekoppelt, d. h. z. B. in irgend- einer Weise physisch verbunden, beispielsweise als mechanisch verbundene Leitungen in einem Kabel oder dergleichen. Andererseits sind der erste Übertragungskanal und der zweite Übertragungskanal dennoch zumindest logisch eigenständig, d. h. insoweit voneinander unabhängig betreibbar. Zusätzlich können der erste und der zweite Über- tragungskanal einer Übertragungsstrecke auch physisch eigenständig sein, wie beispielsweise bei zwei Leitungen in einem Kabel.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Netzwerk-Ring dann mit einer im Netzwerk-Ring eingebundenen Schalteinrichtung bezüglich der ersten Übertragungskanäle zumindest an einer, vorzugsweise an genau einer, Stelle unterbrochen. Mit anderen Worten, es wird dafür gesorgt, dass der Netzwerk-Ring zwar physisch bezüglich der Übertragungsstrecken insgesamt bestehen bleibt, aber bezüglich des ersten Übertragungskanals, über den ja die Übertragung der Nutzdaten mit dem ringstrukturinkompatiblen Datenübertragungsprotokoll erfolgen soll, aufgetrennt ist.
Weiterhin werden dann innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens permanent oder in vorzugsweise kurzen zeitlichen Abständen, beispielsweise regelmäßig, z.B. ca. alle 20 s, über die zweiten Übertragungskanäle Ringschluss-Kontrolldaten zwischen den Netzwerk-Verbindungsgeräten übertragen. Mit Hilfe dieser Ringschluss-Kontrolldaten wird kontrolliert, ob alle Netzwerk-Verbindungsgeräte ordnungsgemäß mit dem (bezüglich der ersten Übertragungskanäle geöffneten) Netzwerk-Ring verbunden sind. Bei einer Detek- tion eines Verbindungsfehlers wird die Schalteinrichtung so angesteuert, dass sie von dem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand umschaltet, in dem die von der Schalteinrichtung verursachte Unterbrechung des Netzwerk-Rings bezüglich der ers- ten Übertragungskanäle aufgehoben ist.
Erfindungsgemäß erfolgt also hier, anders als beim Stand der Technik, die Übermittlung der Ringstruktur-Kontrolldaten nicht mehr innerhalb des ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokolls bzw. Ethernets selbst, sondern bewusst über einen zumindest logisch völlig eigenständigen Übertragungskanal. Unabhängig davon, was innerhalb des Ethernets mit den Daten auf den ersten Übertragungskanälen passiert, beispielsweise ob diese überlastet sind und daher über diesen logischen Übertragungskanal die Daten verzögert gesendet werden, ist immer eine schnelle Kontrolle der Ringstruktur gewährleistet. Damit ist eine entsprechend schnellere und sicherere Reaktion auf eventuelle Netzunterbrechungen möglich, wobei gleichzeitig das Risiko reduziert wird, dass es zu einer fehlerhaften Zusammenschaltung zu einer Loop innerhalb des ringstrukturinkompatiblen Datenübertragungsprotokolls bzw. Ethernets kommt.
Ein erfindungsgemäßes Datennetzwerk weist hierzu mehrere Netzwerk-Verbindungs- gerate auf, die über Übertragungsstrecken unter Bildung des Netzwerk-Rings untereinander verbunden sind, wobei diese Übertragungsstrecken wie oben erläutert jeweils miteinander physisch gekoppelte, aber zumindest logisch eigenständige erste Übertragungskanäle zur Übertragung von Nutzdaten mit dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll und zweite Übertragungskanäle zur Übertragung von Ringschluss- Kontrolldaten mit einem anderen Datenübertragungsverfahren umfassen. Wie später noch erläutert wird, müssen die Netzwerk-Verbindungsgeräte dementsprechend so ausgebildet sein, beispielsweise entsprechende Schnittstellen oder Ports aufweisen, dass sie beim Ankoppeln der Übertragungsstrecken die über die zumindest logisch eigenständigen Übertragungskanäle gesendeten Nutzdaten und Ringschluss-Kontrolldaten auch getrennt mit dem jeweils passenden Datenübertragungsprotokoll bzw. Datenübertragungsverfahren verarbeiten und/oder weiterleiten können.
Das Datennetzwerk benötigt außerdem eine im Netzwerk-Ring eingebundene Schalteinrichtung, die in einem geöffneten Zustand den Netzwerk-Ring bezüglich der ersten Über- tragungskanäle unterbricht, sowie eine Kontrolleinrichtung (Detektions- und/oder Prüfeinrichtung), die ausgebildet ist, um anhand der Ringschluss-Kontrolldaten, die über die zweiten Übertragungskanäle zwischen den Netzwerk-Verbindungsgeräten übertragen werden, zu kontrollieren, ob alle Netzwerk-Verbindungsgeräte, wie oben erläutert, mit dem Netzwerk-Ring verbunden sind, und die bei einer Detektion eines Verbindungsfeh- lers die Schalteinrichtung so ansteuert, dass sie von dem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand umschaltet, in dem die von der Schalteinrichtung bezüglich der ersten Übertragungskanäle verursachte Unterbrechung des Netzwerk-Rings aufgehoben ist. Die Kontrolleinrichtung und/oder die Schalteinrichtung können dabei vorzugsweise zumindest teilweise bereits in zumindest einem der Netzwerk-Verbindungsgeräte integriert sein. Vorzugsweise werden auch bereits vorhandene Komponenten und Funktionen, die üblicherweise in einem Switch oder Hub vorhanden sind, genutzt und/oder passend verschaltet. Prinzipiell ist es aber auch möglich, unabhängig von den Netzwerk- Verbindungsgeräten eine separate Schalteinrichtung und/oder Kontrolleinrichtung innerhalb des Datennetzwerks zwischenzuschalten.
Ein bevorzugtes Netzwerk-Verbindungsgerät mit entsprechend integrierter Schalteinrich- tung und Kontrolleinrichtung weist eine erste Schnittstelle und eine zweite Schnittstelle, d. h. Ports, jeweils zum Anschluss für eine Übertragungsstrecke auf, wobei jede der Übertragungsstrecken wie oben erläutert jeweils zumindest einen ersten Übertragungskanal und zumindest einen zweiten Übertragungskanal umfasst, die miteinander physisch gekoppelt aber zumindest logisch eigenständig sind.
Dabei ist das Netzwerk-Verbindungsgerät so ausgebildet, dass Nutzdaten mit dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle bezüglich der ersten Übertragungskanäle übertragen werden. Das heißt, bei angeschlossenen Übertragungsstrecken werden diese Nutzdaten jeweils auf den ersten Übertragungskanälen am einen Port empfangen und am anderen Port versendet bzw. weitergeleitet, wobei das ringstruktur-inkompatible Datenübertragungsprotokoll, also beispielsweise das Ethernet-Protokoll, genutzt wird. Dieses Netzwerk-Verbindungsgerät weist eine Schalteinrichtung auf, die in einem geöffneten Zustand den Netzwerk-Ring bezüglich der ersten Übertragungskanäle zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle unterbricht. Zudem weist das Netzwerk- Verbindungsgerät eine Kontrolleinrichtung auf, die ausgebildet ist, um anhand von Ring- schluss-Kontrolldaten, die das Netzwerk-Verbindungsgerät - sofern die Übertragungsstrecken ordnungsgemäß angeschlossen und in Betrieb sind - zumindest an einem der zweiten Übertragungskanäle an zumindest einem der beiden Ports empfängt, zu kontrol- lieren, ob bestimmte andere Netzwerk-Verbindungsgeräte ordnungsgemäß innerhalb eines durch die Schalteinrichtung bezüglich der ersten Übertragungskanäle geöffneten Netzwerk-Rings bezüglich der zweiten Übertragungskanäle mit dem Netzwerk- Verbindungsgerät verbunden sind. Für die Übertragung bzw. den Empfang und den Versand bzw. die Weiterleitung dieser Ringschluss-Kontrolldaten über die zweiten Übertra- gungskanäle wird von dem Netzwerk-Verbindungsgerät ein von dem ringstrukturinkompatiblen Datenübertragungsprotokoll verschiedenes Datenempfangsverfahren genutzt.
Bei einer Detektion eines Verbindungsfehlers wird dann, wie oben erläutert, die Schalt- einrichtung so angesteuert, dass sie von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand umschaltet, in dem die von der Schalteinrichtung verursachte Unterbrechung des Netzwerk-Rings bezüglich der ersten Übertragungskanäle zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle aufgehoben ist. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Patentansprüche einer bestimmten Kategorie auch gemäß den abhängigen Ansprüchen einer anderen Kategorie weitergebildet sein können und Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.
Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung verschiedener logisch separater Übertragungskanäle, die miteinander physisch in einer Übertragungsstrecke gekoppelt sind.
Bei einer ersten bevorzugten Variante sind die ersten und die zweiten Übertragungskanäle jeweils als (nur) logisch separate Übertragungskanäle auf einer gemeinsamen physischen Übertragungsstrecke realisiert. Dies bedeutet, dass die Daten, die auf dem ersten Übertragungskanal übertragen werden, und die Daten, die auf dem zweiten Übertra- gungskanal übertragen werden, beispielsweise über ein- und dieselbe gemeinsame Leitung gesendet werden.
Hierzu kann besonders bevorzugt ein Multiplexverfahren eingesetzt werden, ganz besonders bevorzugt ein Zeitmultiplexverfahren oder optisches Multiplexverfahren. Das heißt, durch entsprechende Multiplexer auf Senderseite und Demultiplexer auf Empfängerseite in den Netzwerk-Verbindungsgeräten wird jeweils dafür gesorgt, dass die Nutzdaten und die Ringschluss-Kontrolldaten an sich unabhängig voneinander, nämlich über die verschiedenen logischen Übertragungskanäle, übertragen werden, aber dennoch ein- und derselbe physische Weg benutzt wird. Fällt dieser physische Weg aus, bei- spielsweise weil die Leitung durchtrennt wird, so sind gleichzeitig beide logischen Übertragungskanäle unterbrochen. Somit signalisiert die Auftrennung der zweiten Übertragungskanäle die Trennung der ersten Übertragungskanäle. Sofern eine kabellose Übermittlung erfolgen soll, kann als gemeinsame physische Übertragungsstrecke beispielsweise eine Übertragungsstrecke zu verstehen sein, bei der derselbe Sender und dersel- be Empfänger verwendet werden, beispielsweise eine Richtfunkübertragungsstrecke, so dass, wenn Sender und/oder Empfänger ausfallen oder das Funksignal zwischen Sender und Empfänger abgeschirmt wird, automatisch auch beide Übertragungskanäle unterbrochen werden. Bei einer bevorzugten weiteren Variante sind der erste Übertragungskanal und der zweite Übertragungskanal physisch getrennt, beispielsweise auf verschiedenen Leitungen realisiert, aber dennoch miteinander (z. B. mechanisch) so gekoppelt, dass in der Regel auch der zweite Übertragungskanal ausfällt, wenn der erste Übertragungskanal ausfällt. Beispielsweise können hierzu der erste Übertragungskanal und der zweite Übertra- gungskanal auf zumindest zwei verschiedenen Leitungen in einem gemeinsamen Kabel realisiert sein. Bevorzugt bietet es sich hierzu an, ein übliches CAT5- oder CAT7-Kabel zu verwenden. Wird beispielsweise ein 10- oder 100-Mbit-Ethernet-Protokoll auf CAT5 oder CAT7 verwendet, so werden hierzu nur zwei der vier Twisted-Pair-Leitungen im Kabel benötigt. Zur Übertragung der Ringschluss-Kontrolldaten können dann beispiels- weise die noch vorhandenen freien Twisted-Pair-Leitungen verwendet werden.
Die Verwendung getrennter Leitungen hat den Vorteil, dass auf Multiplexer bzw. Demul- tiplexer in den Netzwerk-Verbindungsgeräten verzichtet werden kann. Jedoch ist die Mul- tiplex-Variante vorteilhaft, wenn beispielsweise aufgrund der hohen Datenrate für die Nutzdaten mittels des ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokolls keine freien Leitungen in den Kabeln zur Verfügung stehen.
Insbesondere, wenn der zweite Übertragungskanal auf einer separaten Leitung realisiert wird, können zusätzliche Nutzdaten, beispielsweise auch Audio- und/oder Videodaten, aber auch über den zweiten Übertragungskanal übertragen werden, wobei die Übertragung dabei mit einem Übertragungsprotokoll erfolgen sollte, das nicht ringstrukturinkompatibel ist. Zudem sollte dann vorteilhafterweise dafür gesorgt werden, dass immer die Ringschluss-Kontrolldaten Vorrang erhalten. Auf diese Weise kann aber bei einem Anfall von großen Datenmengen die Leitungskapazität besser ausgenutzt werden. Wenn über die zweiten Übertragungskanäle zusätzliche Nutzdaten übertragen werden, erfolgt vorzugsweise eine geeignete Synchronisation der Nutzdatenübertragung über die zweiten Übertragungskanäle mit der Übertragung der Nutzdaten über die ersten Übertragungskanäle, jedoch derart, dass beim Transport der Ringschluss-Kontrolldaten keine Verzögerung eintritt. Vorteilhafterweise wird auch in einem geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung immer geprüft, ob der Netzwerk-Ring hinsichtlich der zweiten Übertragungskanäle geschlossen ist. Sofern dies der Fall ist, wird dann die Schalteinrichtung den Netzwerk-Ring bezüglich der ersten Übertragungskanäle unterbrechen.
Dies kann beispielsweise besonders bevorzugt der Fall sein, wenn in einer Initialisierungsphase nach einem Aufbau des Netzwerk-Rings zunächst der korrekte Zusammen- schluss des Netzwerk-Rings geprüft wird und dann erstmalig die Schalteinrichtung bezüglich der ersten Übertragungskanäle unterbrochen wird, bevor in einer weiteren Phase die Übertragung von Nutzdaten nach dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll erfolgt.
Dies kann aber ebenso gelten, wenn beispielsweise im laufenden Betrieb ein Verbindungsfehler durch die Kontrolleinrichtung detektiert wird und dann die Schalteinrichtung in den geschlossenen Zustand umgeschaltet worden ist. Auch in diesem Fall wird weiterhin der Zusammenschluss des Netzwerk-Rings bezüglich der zweiten Übertragungskanäle überprüft und ggf. die Schalteinrichtung wieder geöffnet. Im Falle einer fehlerhaften Detektion eines Verbindungsfehlers, beispielsweise, weil Ringschluss-Kontrolldaten nicht korrekt empfangen wurden, ohne dass tatsächlich die Leitung unterbrochen wurde, kann so der fehlerhafte Zusammenschluss der ersten Übertragungskanäle zu einer Loop sofort wieder korrigiert werden. Hier zeigt sich ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber Verfahren, bei denen auch die Übertragung der Ringschluss-Kontrolldaten über das Ethernet selber erfolgt. Wie oben bereits erwähnt, können die Kontrolleinrichtung und/oder die Schalteinrichtung auch als separate Bauteile oder gemeinsame Baueinheit, unabhängig von den Netzwerk-Verbindungsgeräten, beispielsweise Switches oder Hubs, in den Netzwerk-Ring zwischengeschaltet sein. Besonders bevorzugt wird aber zumindest ein Netzwerk- Verbindungsgerät im Netzwerk verwendet, das bereits die Schalteinrichtung und Kontrol- leinrichtung enthält.
Sofern in mehreren solcher Netzwerk-Verbindungsgeräte zumindest teilweise eine Kontrolleinrichtung zur Verbindungskontrolle und/oder die Schalteinrichtung integriert ist, kann bei einer bevorzugten Variante beim Aufbau des Netzwerk-Rings festgelegt wer- den, welches der Netzwerk-Verbindungsgeräte für die Unterbrechung des Netzwerk- Rings bezüglich der ersten Übertragungskanäle verantwortlich ist. Beispielsweise kann dies jeweils von dem Techniker bestimmt werden, der den Netzwerk-Ring aufbaut, indem die Netzwerk-Verbindungsgeräte entsprechend programmiert oder entsprechende Schalteinheiten an den Netzwerk-Verbindungsgeräten gesetzt werden.
Bei einer alternativen bevorzugten Variante wird beispielsweise in einer Initialisierungsphase unter den Netzwerk-Verbindungsgeräten, die eine Kontrolleinrichtung zur Verbindungskontrolle und/oder Schalteinrichtung aufweisen, durch einen Datenaustausch nach festgelegten Regeln automatisch ein Netzwerk-Verbindungsgerät ermittelt, das dann zuständig ist, die Unterbrechung des Netzwerk-Rings bezüglich der ersten Übertragungskanäle durchzuführen (und ggf. natürlich auch die Verbindungen zu kontrollieren). Mit anderen Worten, die jeweils hier zur Verfügung stehenden Netzwerk- Verbindungsgeräte legen anhand der festgelegten Regeln selber fest, welches der Netzwerk-Verbindungsgeräte als „Control-Master" dient. Eine solche Regel könnte bei- spielsweise sein, dass die größte oder die kleinste Adresse verwendet wird.
Vorzugsweise sind hierzu den Netzwerk-Verbindungsgeräten jeweils eindeutige Adressen zumindest innerhalb des Datennetzwerkes zugeordnet, d. h. zum Beispiel eine eigene I P-Adresse innerhalb des Datennetzwerkes, die bei Aufbau des Datennetzwerks dem Netzwerk-Verbindungsgerät zugewiesen, z. B. einprogrammiert wird. Alternativ können natürlich auch weltweit einzigartige Adressen, also beispielsweise MAC-Adressen, den einzelnen Netzwerk-Verbindungsgeräten zugeordnet sein, die dann auch eine eindeutige Adresse innerhalb des Datennetzwerkes bilden. Zur Realisierung der Schalteinrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Schalteinrichtung kann zum einen so ausgebildet sein, dass sie den Netzwerk-Ring bezüglich des ersten Übertragungskanals tatsächlich physikalisch unterbricht, beispielsweise in Form eines physischen Schalters, wie z. B. eines Relais oder elektronischen Analogschalters. Eine weitere Variante besteht darin, einfach einen der beiden Ports für den Ausgang oder Eingang von Daten gemäß dem Ethernet-Protokoll zu blockieren. Bei einer weiteren bevorzugten Alternative weist die Schalteinrichtung eine Filtereinrichtung auf. Diese ist so ausgebildet, dass sie zur logischen Unterbrechung des Netzwerk-Rings bezüglich der ersten Übertragungskanäle eine Ausfilterung von bestimmten an bestimmte Netzwerk-Verbindungsgeräte adressierten Daten durchführt. Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen und werden daher nicht im Zusammenhang mit jeder Figur erneut benannt. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Datennetzwerks,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfin- dungsgemäßen Datennetzwerks,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Netzwerk-Verbindungsgeräts für ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Daten netzwerks, Figur 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Datennetzwerks.
Im Nachfolgenden wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit davon ausgegangen, dass das Datennetzwerk für einen Betrieb zur Übermittlung von Nutzdaten in Form von Audio- und/oder Videodaten sowie evtl. Steuerdaten für Mischpulte, Beleuchtung etc. dient, wie sie beispielsweise bei Konzerten, Shows oder bei anderen Events benötigt werden. Zudem wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit davon ausgegangen, dass es sich bei dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll um ein Ethernet- Protokoll handelt. Dabei kann es sich um ein Ethernet mit beliebiger Datenrate, also bei- spielsweise um ein 10-Mbit-, 100-Mbit-, 1 -Gbit- oder 10-Gbit-Ethernet handeln. Dementsprechend sind auch die Übertragungsstrecken 3, beispielsweise in Form von üblichen CAT5- oder CAT7-Kabeln oder Glasfaserkabeln, Ethernet-geeignet. Die Figuren 1 , 2 und 4 zeigen dabei jeweils vereinfacht einen Netzwerk-Ring 1 mit vier Netzwerkknoten bzw. Netzwerk-Verbindungsgeräten 2, 2M, 20, 20M, 40, 40M- Prinzipiell ist es natürlich auch möglich, Ringe mit weniger oder mehr als vier Netzwerk-Verbindungsgeräten 2, 2M, 20, 20M, 40, 40M aufzubauen. Im einfachsten Fall reichen hierzu zwei solcher Netzwerk- Verbindungsgeräte 2, 2M, 20, 20M, 40, 40M aus. Im Folgenden werden die Netzwerk- Verbindungsgeräte auch kürzer als„Switch" bezeichnet, da es sich hierbei - abgesehen von den erfindungsgemäßen Modifikationen - um übliche Switches handeln kann, die für eine Ethernet-Verbindung geeignet sind. In den Figuren 1 , 2 und 3 sind alle Switches 2, 2M, 20, 20M, 40, 40M eines Netzwerk-Rings 1 zudem jeweils gleichartig aufgebaut. Der Index M bezeichnet lediglich das jeweilige Netzwerk-Verbindungsgerät, was innerhalb des dargestellten Netzwerk-Rings als„Control-Master-Switch" wirkt und für die Ringunterbrechung bezüglich des ersten Übertragungskanals 4 hier, d. h. bezüglich der Ether- net-Verschaltung, verantwortlich ist.
Die Übertragungsstrecken 3 sind hier jeweils als Kabel 3 dargestellt, da es sich in der Regel um Kabelverbindungen handelt. Prinzipiell wäre aber auch eine Funkübertragung, beispielsweise eine Richtfunkstrecke oder dergleichen, möglich.
In den Figuren 1 und 2 enthält jedes Kabel 3 mindestens zwei physisch getrennte Übertragungskanäle 4, 5, die beispielsweise in Form von verschiedenen Leitungen 4, 5, innerhalb des Kabels 3 realisiert sein können. Beispielsweise könnte das Kabel 3 je nach verwendetem Ethernet-Standard (insbesondere, welche Datenrate verwendet wird) ein CAT5-, ein CAT7- oder ein Glasfaserkabel mit verschiedenen Glasfaserleitungen sein. Wird beispielsweise ein 100-Mbit-Ethernet aufgebaut und ein CAT5-Kabel verwendet, so werden nur zwei der vier Twisted-Pair-Leitungen im CAT5-Kabel für das Ethernet benötigt. Diese zwei Twisted-Pair-Leitungen bilden dann gemeinsam den ersten Übertragungskanal 4 für die Nutzdaten NE, also insbesondere Audio- und Videodaten, aber auch Steuerdaten für Mischpulte, Beleuchtung etc. Die beiden noch freien Twisted-Pair- Leitungen dienen dann als zweiter Übertragungskanal 5 zur Übertragung der Ring- schluss-Kontrolldaten K, welche hier erfindungsgemäß nicht im Ethernet-Protokoll übertragen werden, sondern mit einem eigenständigen, geeigneten Protokoll oder auch protokolllos.
Die Switches 2, 2M in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind, wie erwähnt, weitgehend wie herkömmliche Switches aufgebaut und weisen mindestens zwei Ports 8, 9 auf, die als Schnittstellen 8, 9 zum Anschluss der Übertragungsstrecken 3 bzw. Kabel 3 dienen. Hierbei kann es sich um übliche RJ45-Schnittstellen handeln, beispielsweise für einen Winchesterstecker, wie er an CAT5- oder CAT7-Kabeln vorhanden ist. Ebenso können andere Standards verwendet werden, beispielsweise Stecker wie Duplex-LC zum Anschluss von Lichtleiterkabeln, sofern ein Lichterleiter-Ethernet aufgebaut werden soll. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass neben den dargestellten beiden Ports 8, 9 ein Switch selbstverständlich auch noch beliebige weitere Ports aufweisen kann (das gilt auch für die anderen Varianten von Switches). In Figur 1 ist jeweils vereinfacht in jedem Switch 2, 2M ein weiterer Port 10 dargestellt, um ausgehend von dem jeweiligen Switch 2, 2M beispielsweise eine über den Netzwerkring hinausgehende Ethernet- Architektur aufzubauen, beispielsweise als übliche Baumstruktur oder dergleichen.
Wie in Figur 1 dargestellt, werden die auf den verschiedenen Übertragungskanälen 4, 5 ankommenden Daten innerhalb der Switches 2, 2M völlig unterschiedlich behandelt. Während die im Ethernet-Protokoll über die ersten Übertragungskanäle 4 der Kabel 3 übertragenen Nutzdaten NE jeweils einfach von einem Port 8 zum anderen Port 9 in üblicher Weise als Ethernet-Datenpaket weitergeleitet werden, werden die Ringschluss- Kontrolldaten K, die über die zweiten Übertragungskanäle 4 der Kabel 3 an den Ports 8, 9 ankommen, separat innerhalb der Switches behandelt, nämlich einer Kontrolleinrich- tung 7 zugeführt. Die Kontrolleinrichtung 7 kann beispielsweise in Form eines Mikrocon- trollers oder dergleichen realisiert sein.
Abweichend von herkömmlichen Ethernet-Switches befindet sich hier zudem in jedem Switch 2, 2M eine Schalteinrichtung 6, über die die Nutzdaten NE jeweils von einem Port 8 zum anderen Port 9 zusätzlich geleitet werden. Beispielsweise kann es sich hierbei um einen mechanischen Schalter handeln. Vorzugsweise handelt es sich um einen elektronischen Analogschalter. Normalerweise sind die Schalter dieser Schalteinrichtung 6 geschlossen, so dass die Ethernet-Datenpakete tatsächlich von einem Port 8 zum anderen Port 9 weitergegeben werden. Lediglich an einer Stelle, nämlich an der Stelle des Con- trol-Master-Switches 2M, ist die Schalteinrichtung 6 offen, wodurch ein Ethernet-Loop im Netzwerk-Ring 1 sicher verhindert wird.
Diese Schalteinrichtung 6 wird von der Kontrolleinrichtung 7 angesteuert. Diese kontrolliert, beispielsweise in regelmäßigen kurzen Abständen von 20 μβ, anhand der Ring- schluss-Kontrolldaten K, ob der gesamte Netzwerk-Ring 1 bezüglich der zweiten Übertragungskanäle 5 geschlossen ist.
Hierzu kann beispielsweise die Kontrolleinrichtung 7 des Control-Master-Switch 2M selber in entsprechenden Abständen wie ein Taktsignal Ringschluss-Kontrolldaten K über einen der beiden Ports 9 aussenden und dann kontrollieren, ob diese Ringschluss- Kontrolldaten K am anderen Port 8 wieder ankommen. Die Kontrolleinrichtungen 7 der anderen Switches 2 schleifen diese Ringschluss-Kontrolldaten K dann beispielsweise einfach nur durch. Wenn die Kontrolleinrichtung 7 im Control-Master-Switch 2M feststellt, dass die von ihm selbst ausgesendeten Ringschluss-Kontrolldaten K nicht wieder an- kommen, so ist davon auszugehen, dass der Netzwerk-Ring 1 irgendwo unterbrochen wurde, beispielsweise weil ein Kabel 3 gekappt wurde.
In diesem Fall sendet die Kontrolleinrichtung 7 einen Schaltbefehl SB an die zugehörige Schalteinrichtung 6 innerhalb des Control-Master-Switches 2M und sorgt dafür, dass der Schalter geschlossen wird und auch in diesem Control-Master-Switch 2M die Ethernet- Datenpakete weitergegeben werden. Die vermutlich unbeabsichtigte, fehlerhafte Unterbrechung des Netzwerk-Rings 1 ist dann die„neue" Ethernet-Loop-T rennstelle. Durch das Schließen der Schalteinrichtung 6 wird also das Ethernet wiederhergestellt, d. h. „repariert". Zusätzlich kann dann beispielsweise ein Warnsignal am Control-Master- Switch 2M oder an einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt), die beispielsweise an dem zusätzlichen Port 10 angeschlossen sein kann, ausgegeben werden, so dass die Techniker informiert werden, dass irgendwo die Ringleitung 3 unterbrochen wurde.
Auch bei geschlossener Schalteinrichtung 6 kontrolliert der Control-Master-Switch 2M aber immer noch, ob von ihm ausgesandte Ringschluss-Kontrolldaten K ordnungsgemäß wieder empfangen werden. Ist dies der Fall, wird auch die Schalteinrichtung 6 umgehend wieder geöffnet. Solche Fälle können beispielsweise vorkommen, wenn aus Versehen irgendwo am Netzwerk-Ring 1 jemand unautorisiert einen Stecker zieht, dies aber schnell bemerkt und dann wieder einsteckt. In solchen durchaus üblichen Situationen kann hier also sehr schnell reagiert werden.
Im Prinzip reicht es aus, wenn innerhalb des Netzwerk-Rings an einer einzigen Stelle eine Schalteinrichtung 6 zur Unterbrechung der Ethernet-Übertragung, d. h. zur Unterbrechung der ersten Übertragungskanäle 4, mit einer zugeordneten Kontrolleinrichtung 7 vorhanden ist, die diese Schalteinrichtung 6 steuert und beispielsweise den Ringschluss durch Aussenden von Ringschluss-Kontrolldaten K und Empfang dieser Ringschluss- Kontrolldaten K kontrolliert. Beispielsweise würde es ausreichen, wenn einer der verwendeten Switches, nämlich der Control-Master-Switch 2M, solche Kontrolleinrichtungen 7 und Schalteinrichtungen 6 aufweist. Alle anderen Switches könnten herkömmliche Ethernet-Switches sein, mit dem einzigen Zusatz, dass die auf den zweiten Übertragungsstrecken 5 übersandten Ringschluss-Kontrolldaten K durchgeschleift werden.
Werden dagegen, wie hier in Figur 1 , mehrere Switches 2 eingesetzt, die auch als Con- trol-Master-Switches 2M dienen könnten, weil sie mit entsprechenden Schalteinrichtungen 6 und zugehörigen Kontrolleinrichtungen 7 ausgestattet sind, muss vorher festgelegt werden, welcher dieses Switches 2 als Control-Master-Switch 2M eingesetzt werden soll. Dies kann vorab beim Aufbau des Netzwerk-Rings 1 durch einen Techniker erfolgen, indem die Switches 2, 2M über geeignete (nicht dargestellte) Programmiereingänge ent- sprechend programmiert werden, oder mit Hilfe von Mikrosch altern oder dergleichen an den Switches 2, 2M selber. Alternativ ist es möglich, dass, bevor beispielsweise Ethernet- Datenpakete über die zweiten Übertragungskanäle 5 übersendet werden, zunächst ein Austausch von Steuerdaten zwischen den Switches 2, 2M, beispielsweise zwischen den Kontrolleinrichtungen 7 der Switches 2, 2M, erfolgt. Hierbei verständigen sich die Swit- ches 2 selbständig, welcher von ihnen der Control-Master-Switch 2M ist. Dazu können bestimmte Regeln festgelegt werden, die beispielsweise von den Adressen der Switches 2, 2M abhängen können. Insbesondere können den Switches 2, 2M jeweils im Netzwerk- Ring eindeutige Adressen zugeordnet sein, beispielsweise IP-Adressen oder auch MAC- Adressen. Es kann dann in den Regeln festgelegt sein, dass der Switch 2 mit der höchs- ten oder der niedrigsten Adresse den Control-Master-Switch 2M bilden soll.
Die Figur 2 zeigt eine etwas andere Variante des Datennetzwerkes, welches sich hier allerdings nur durch den Aufbau der Switches 20, 20M unterscheidet. Dabei liegt der Unterschied im Aufbau der Switches 20, 20M lediglich in der Art der Unterbrechung der Ethernet-Loops, d. h. in der Art der Schalteinrichtung 26.
Jeder Switch 20, 20M ist ansonsten auch hier (als Beispiel) mit zwei Ports 21 , 22 zur Ver- kopplung mit den Kabeln 3 des Netzwerk-Rings 1 sowie einem weiteren Port 23 zur Kopplung mit weiteren Netzwerk-Architekturen ausgestattet. Ebenso weist jeder Switch auch eine Kontrolleinrichtung 27 auf, die wieder in gleicher Weise wie die Kontrolleinrichtung 7 der Switches 2, 2M in Figur 1 ausgebildet sein kann. Allerdings ist anstatt eines Schalters 6 nun eine Schalteinrichtung 26 in Form eines Filters in den Switches 20, 20M angeordnet, die in die Ethernet-Verbindung zwischen den Anschlüssen der ersten Übertragungskanäle 4 der Ports 21 , 22 geschaltet ist. Beispielsweise können hier sämtliche Ethernet-Datenpakete herausgefiltert werden. In Figur 3 ist ein alternatives Netzwerk-Verbindungsgerät 30 dargestellt, welches sich von dem Switch 20, 20M in Figur 2 dadurch unterscheidet, dass nun die Kontrolleinrichtung 37 nicht mehr intern im Switch 35 vorhanden ist, sondern an einem externen Mikro- Controller, der über SMI- (Serial Management Interface) Schnittstellen 38, 39 am Switch 35 angeschlossen ist. Als Schalteinrichtung 36 wird, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2, hier ein Filter eingesetzt. Zusätzlich enthält der Switch 35 einen einfachen Detektor 34, der eigenständig die Existenz von regelmäßig kommenden Ring- schluss-Kontrolldaten K registriert. Ist dies nicht der Fall, wird über eine erste SMI- Schnittstelle 38 ein Signal an den Mikrocontroller 37 ausgesandt, der wiederum über die zweite SMI-Schnittstelle 39 den Filter 36 programmiert. Über diese SMI-Schnittstelle 39 kann der Mikrocontroller 37 auch dafür sorgen, regelmäßig die Ringschluss- Kontrolldaten K, beispielsweise ein Taktsignal, auf die zweiten Übertragungskanäle 5 auszugeben. Es ist klar, dass ein Aufbau wie in Figur 3 selbstverständlich auch mit einer Schalteinrichtung 6 wie in Figur 1 realisiert sein kann.
Figur 4 zeigt schließlich eine weitere Variante, bei der die ersten Übertragungskanäle 4 und die zweiten Übertragungskanäle 5 nur logisch voneinander entkoppelt sind, aber physisch über die gleiche Leitung bzw. die gleichen Leitungen übertragen werden. Bei- spielsweise kann diese Variante bevorzugt bei Ethernet-Netzwerken mit hohen Datenraten oberhalb 1 GB verwendet werden, wenn beispielsweise keine Leitungen im Kabel 3 mehr zur Verfügung stehen.
Hierzu werden die Ringschluss-Kontrolldaten K gemeinsam mit den Nutzdaten NE in ei- nem elektrischen oder optischen Multiplexverfahren auf den gleichen physischen Leitungen des Kabels 3 übertragen. Durch das Multiplexverfahren werden dabei zwei völlig eigenständige logische Übertragungskanäle 4, 5 eingerichtet.
Im Prinzip sind die Switches 40, 40M hierbei wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fi- gur 1 aufgebaut, d. h. mit zwei Ports 41 , 42 zum Anschluss der Kabel für den Netzwerk- Ring 1 , einem weiteren Port 43 (und ggf. noch weiteren Ports) zum Anschluss weiterer Netzwerkknoten und/oder -Endgeräte innerhalb des Ethernets, einer Kontrolleinrichtung 47 zur Überprüfung der Ringschluss-Kontrolldaten sowie den Komponenten zur Übermittlung der Ethernet-Daten einschließlich einer Schalteinrichtung 46, hier als Beispiel wieder eine mechanische Schalteinrichtung 46, um den Ethernet-Ring, d. h. den ersten logischen Übertragungskanal 4, an einer Stelle gezielt zu unterbrechen. Der Unterschied ist, dass die Ports 41 , 42 nun mit Multiplexer-/Demultiplexer-Einheiten ausgestattet oder als Multiplexer-/Demultiplexer ausgebildet sind, um die Kontrolldaten K und die Nutzdaten NE in dem vorgesehenen Multiplexverfahren zusammenzufügen, bevor sie auf den Leitungen des Kabels 3 versendet werden und, sofern solche gemultiplexten Daten an einem der Ports 42, 43 ankommen, diese zu demultiplexen und die Kontrolldaten K an die Kontrolleinrichtung 47 weiterzuleiten und die Nutzdaten NE als Ethernet-Datenpaket über die Schalteinrichtung 46 in üblicher Weise an den jeweils anderen Port 43, 42 zu übergeben.
Als Multiplexverfahren kommen bevorzugt ein Zeit-Multiplexverfahren in Frage, bei dem in regelmäßigen Abständen beispielsweise die Kontrollsignale bzw. Ringschluss- Kontrolldaten gesendet werden und die Ethernet-Pakete zeitlich dazwischengesetzt werden. Durch das Multiplexverfahren ist garantiert, dass die Kontrollsignale immer übertra- gen werden, auch wenn das Ethernet-Datenaufkommen hoch oder zu hoch ist, da die Kontrollsignale ein eigenes Zeitfenster haben.
Ein weiteres bevorzugtes Multiplexverfahren ist das optische Multiplexen. Hier werden Kontrollsignale und Ethernet-Pakete mit unterschiedlichen optischen Wellenlängen er- zeugt und dann passiv über optische Filter beim Sender zusammengefasst und beim Empfänger getrennt.
Es ist klar, dass auch bei diesem Ausführungsbeispiel anstatt einer mechanischen Schalteinrichtung 46 oder eines Analogschalters, ein Filter wie in den Ausführungsbei- spielen gemäß den Figuren 2 und 3 eingesetzt werden kann.
Es wird abschließend auch noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die in den Figuren dargestellten Switches auch alle weiteren Funktionen, Bauteile, Ports etc. aufweisen, wie andere bereits bekannte Switches, zum Beispiel Funktionen wie Management-Funktion, Steuer- und Überwachungsfunktionen, IP-Filterung, Priorisierung für Quality of Service (QoS) oder Ports für Endgeräte wie Computer. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel„ein" bzw.„eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" nicht aus, dass diese auch aus mehreren Untereinheiten bestehen kann.
Bezugszeichenliste
1 Netzwerk-Ring
2 Netzwerk-Verbindungsgerät / Switch
2M Netzwerk-Verbindungsgerät / Control-Master-Switch
3 Übertragungsstrecke / Kabel
4 erster Übertragungskanal / Leitung
5 zweiter Übertragungskanal / Leitung
6 Schalteinrichtung
7 Kontrolleinrichtung
8 Schnittstelle / Port
9 Schnittstelle / Port
10 Port
20 Netzwerk-Verbindungsgerät / Switch
20M Netzwerk-Verbindungsgerät / Control-Master-Switch
21 Schnittstelle / Port
22 Schnittstelle / Port
23 Port
26 Schalteinrichtung
27 Kontrolleinrichtung
30 Netzwerk-Verbindungsgerät
31 Schnittstelle / Port
32 Schnittstelle / Port
33 Port
34 Detektor
35 Switch
36 Schalteinrichtung
37 Mikrocontroller / Kontrolleinrichtung
38 SMI-Schnittstelle
39 SMI-Schnittstelle
40 Netzwerk-Verbindungsgerät / Switch
40M Netzwerk-Verbindungsgerät / Control-Master-Switch
41 Schnittstelle / Port / Multiplexer/Demultiplexer
42 Schnittstelle / Port / Multiplexer/Demultiplexer 43 Port 46 Schalteinrichtung
47 Kontrolleinrichtung
K Ringschluss-Kontrolldaten NE Nutzdaten

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb eines Datennetzwerks, welches ausgebildet ist, um mit einem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll zu arbeiten, bei dem
- mehrere Netzwerk-Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) durch Übertragungsstrecken (3) unter Bildung eines Netzwerk-Rings (1 ) untereinander verbunden werden, wobei die Übertragungsstrecken (3) jeweils zumindest einen ersten Übertragungskanal (4) zur Übertragung von Nutzdaten (NE) mit dem ringstrukturinkompatiblen Datenübertragungsprotokoll und zumindest einen zweiten Über- tragungskanal (5) zur Übertragung von Ringschluss-Kontrolldaten (K) mit einem von dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll verschiedenen Datenübertragungsverfahren umfassen, wobei der erste Übertragungskanal (4) und der zweite Übertragungskanal (5) miteinander physisch gekoppelt, aber zumindest logisch eigenständig sind,
- und mit einer im Netzwerk-Ring (1 ) eingebundenen Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) der Netzwerk-Ring (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) unterbrochen wird,
- und über die zweiten Übertragungskanäle (5) Ringschluss-Kontrolldaten (K) zwischen den Netzwerk-Verbindungsgeräten (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) übertragen werden, mittels derer kontrolliert wird, ob alle Netzwerk-Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) mit dem Netzwerk-Ring (1 ) verbunden sind, und bei einer Detektion eines Verbindungsfehlers die Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) so angesteuert wird, dass sie von dem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand umschaltet, in dem die von der Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) verursachte Unterbrechung des Netzwerk- Rings (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) aufgehoben ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der erste Übertragungskanal (4) und der zweite Übertragungskanal (5) als logisch separate Übertragungskanäle (4, 5) auf einer gemeinsamen physischen Übertragungsstrecke (3) realisiert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Nutzdaten (NE) und die Ringschluss- Kontrolldaten (K) in einem Multiplexverfahren, vorzugsweise Zeitmultiplexverfahren oder optisches Multiplexverfahren, über die gemeinsame Übertragungsstrecke (3) übertragen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der erste Übertragungskanal (4) und der zweite Übertragungskanal (5) auf verschiedenen Leitungen realisiert sind, die mechanisch gekoppelt sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der erste Übertragungskanal (4) und der zweite Übertragungskanal (5) auf verschiedenen Leitungen in einem gemeinsamen Kabel (3) realisiert sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zusätzlich Nutzdaten (Nz) über den zweiten Übertragungskanal (5) übertragen werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einem geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) geprüft wird, ob der Netzwerk-Ring (1 ) geschlossen ist, und, sofern dies der Fall ist, die Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) den Netzwerk-Ring (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) unterbricht.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einer Initialisierungsphase nach einem Aufbau des Netzwerk-Rings (1 ) zunächst geprüft wird, ob der Netzwerk-Ring (1 ) geschlossen ist, und in diesem Fall die Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) den Netzwerk-Ring (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) unterbricht.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem ein Netzwerk-Verbindungsgerät (2M, 20M, 40M), in welchem eine Kontrolleinrichtung (7, 27, 37, 47) zur Verbindungskontrolle und/oder die Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) zumindest teilweise integriert ist, beim Aufbau des Netzwerk-Rings (1 ) bestimmt wird, welches zuständig ist, die Unterbrechung des Netzwerk-Rings (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) durchzuführen,
oder
bei dem in mehreren Netzwerk-Verbindungsgeräten (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) eine Kontrolleinrichtung (7, 27, 37, 47) zur Verbindungskontrolle und/oder Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) zumindest teilweise integriert ist, und unter diesen Netzwerk- Verbindungsgeräten (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) durch Datenaustausch nach festgelegten Regeln automatisch ein Netzwerk-Verbindungsgerät (2M, 20M, 40M) ermittelt wird, welches zuständig ist, die Unterbrechung des Netzwerk-Rings (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) durchzuführen.
10. Datennetzwerk, welches ausgebildet ist, um mit einem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll zu arbeiten,
- mit mehreren Netzwerk-Verbindungsgeräten (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M), die über Übertragungsstrecken (3) unter Bildung eines Netzwerk-Rings (1 ) untereinander verbunden sind, wobei die Übertragungsstrecken (3) jeweils zumindest einen ersten Übertragungskanal (4) zur Übertragung von Nutzdaten (NE) mit dem ringstrukturinkompatiblen Datenübertragungsprotokoll und zumindest einen zweiten Übertragungskanal (5) zur Übertragung von Ringschluss-Kontrolldaten (K) mit einem von dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll verschiedenen Datenübertragungsverfahren umfassen, wobei der erste Übertragungskanal (4) und der zweite Übertragungskanal (5) miteinander physisch gekoppelt, aber zumindest logisch eigenständig sind,
- mit einer im Netzwerk-Ring (1 ) eingebundenen Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46), wel- che in einem geöffneten Zustand den Netzwerk-Ring (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) unterbricht,
- und mit einer Kontrolleinrichtung (7, 27, 37, 47), welche ausgebildet ist, um anhand von Ringschluss-Kontrolldaten (K), die über die zweiten Übertragungskanäle zwischen den Netzwerk-Verbindungsgeräten (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) übertragen werden, zu kontrollieren, ob alle Netzwerk-Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 40, 40M) mit dem Netzwerk-Ring (1 ) verbunden sind und bei einer Detektion eines Verbindungsfehlers die Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) so ansteuert, dass sie von dem geöffneten Zustand in einen geschlossene Zustand umschaltet, in dem die von der Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) verur- sachte Unterbrechung des Netzwerk-Rings (1 ) aufgehoben ist.
1 1 . Datennetzwerk nach Anspruch 10, bei dem in zumindest einem der Netzwerk- Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) die Kontrolleinrichtung (7, 27, 37, 47) und/oder die Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) zumindest teilweise integriert ist.
12. Datennetzwerk nach Anspruch 10 oder 1 1 , bei dem die Schalteinrichtung (6, 46) so ausgebildet ist, dass sie den Netzwerk-Ring (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) physikalisch unterbricht.
13. Datennetzwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die Schalteinrichtung (26, 36) eine Filtereinrichtung (F) zur Ausfilterung von an bestimmte Netzwerk- Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) adressierte Daten gemäß des ringstruk- tur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokolls aufweist und so ausgebildet ist, dass zur logischen Unterbrechung des Netzwerk-Rings (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) eine Ausfilterung von bestimmten an bestimmte Netzwerk-Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) adressierte Daten erfolgt.
14. Datennetzwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem jedem der Netzwerk- Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) eine eindeutige Adresse innerhalb des
Daten netzwerks zugeordnet ist.
15. Netzwerk-Verbindungsgerät (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) mit
- einer ersten Schnittstelle (8, 21 , 31 , 41 ) und einer zweiten Schnittstelle (9, 22, 32, 42) jeweils zum Anschluss für eine Übertragungsstrecke (3), wobei die Übertragungsstrecken (3) jeweils zumindest einen ersten Übertragungskanal (4) zur Übertragung von Nutzdaten (NE) mit dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll und zumindest einen zweiten Übertragungskanal (5) zur Übertragung von Ringschluss- Kontrolldaten (K) mit einem von dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungs- protokoll verschiedenen Datenübertragungsverfahren umfassen, wobei der erste Übertragungskanal (4) und der zweite Übertragungskanal (5) miteinander physisch gekoppelt, aber zumindest logisch eigenständig sind, und wobei das Netzwerk- Verbindungsgerät (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) ausgebildet ist, um Nutzdaten (NE) mit dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll zwischen der ersten Schnittstelle (8, 21 , 31 , 41 ) und der zweiten Schnittstelle (9, 22, 32, 42) zu übertragen,
- einer Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46), welche in einem geöffneten Zustand eine Verbindung bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) zwischen der ersten Schnittstelle (8, 21 , 31 , 41 ) und der zweiten Schnittstelle (9, 22, 32, 42) unterbricht,
- und einer Kontrolleinrichtung (7, 27, 37, 47), welche ausgebildet ist, um anhand von Ringschluss-Kontrolldaten (K), die über einen zweiten Übertragungskanal (5) mit einem von dem ringstruktur-inkompatiblen Datenübertragungsprotokoll verschiedenen Datenempfangsverfahren von dem Netzwerk-Verbindungsgerät (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) empfangen werden, zu kontrollieren, ob bestimmte andere Netzwerk- Verbindungsgeräte (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) innerhalb eines Netzwerk-Rings (1 ) bezüglich der zweiten Übertragungskanäle (4) mit dem Netzwerk-Verbindungsgerät (2, 2M, 20, 20M, 30, 40, 40M) verbunden sind, und bei einer Detektion eines Verbindungsfehlers die Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) so ansteuert, dass sie von dem geöffneten Zustand in einen geschlossene Zustand umschaltet, in dem eine von der Schalteinrichtung (6, 26, 36, 46) verursachte Unterbrechung des Netzwerk-Rings (1 ) bezüglich der ersten Übertragungskanäle (4) zwischen der ersten Schnittstelle (8, 21 , 31 , 41 ) und der zweiten Schnittstelle (9, 22, 32, 42) aufgehoben ist.
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