經(jīng)由通信裝置的數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹谱鞣椒?br>【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種經(jīng)由通信裝置的數(shù)據(jù)傳輸方法以及相應的通信裝置。本發(fā)明尤其涉及一種在具有時間分發(fā)協(xié)議的通信網(wǎng)絡中經(jīng)由通信裝置的雙向數(shù)據(jù)傳輸方法。
【背景技術】
[0002]在與各種計算單元及控制單元，例如與電源系統(tǒng)的計算單元及控制單元相連的通信網(wǎng)絡(如數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡)中，按時間對信息進行精確的控制及采集可能極為重要。為實現(xiàn)此目的，經(jīng)所述通信網(wǎng)絡相互連接的各系統(tǒng)分別具有獨立時鐘，該獨立時鐘可例如通過經(jīng)由該通信網(wǎng)絡進行同步信息交互的方式實現(xiàn)同步化。此類方法的一例在于根據(jù)IEEE 1588標準實現(xiàn)時間同步。該方法中，對數(shù)據(jù)包在所述各系統(tǒng)的時鐘之間的傳輸時間進行測定和補償。此類方法運作的前提在于所述傳輸時間為對稱常量，即在兩個方向上具有相等的延遲。此外，以太網(wǎng)類型的網(wǎng)絡經(jīng)常用作通信網(wǎng)絡，其中，所述時鐘間交換的數(shù)據(jù)包由以太網(wǎng)交換機轉發(fā)。
[0003]圖1所示為此類網(wǎng)絡，在該網(wǎng)絡上連接有帶有時鐘901和902的兩個系統(tǒng)。時鐘901和902可例如為相應計算機系統(tǒng)或控制系統(tǒng)的時鐘或定時裝置。時鐘901和902經(jīng)所述網(wǎng)絡相互連接。所述網(wǎng)絡可具有任意大小。例如，所述網(wǎng)絡可安裝于建筑物內(nèi)，或者所述網(wǎng)絡也可通過適當?shù)拈L程網(wǎng)絡延伸數(shù)百或數(shù)千公里的距離。如現(xiàn)有技術所知，所述網(wǎng)絡可包括數(shù)個網(wǎng)絡集線器，例如以太網(wǎng)交換機501、502和503，以及以太網(wǎng)交換機501?503之間的連接線500。連接線500例如可包括電氣或光數(shù)據(jù)連接線。用于時鐘901和902間時間同步的所述數(shù)據(jù)包通過以太網(wǎng)交換機501?503以及連接線500進行交互。通常，此類網(wǎng)絡還連接其他裝置，例如裝置200等。這些其他裝置會在所述網(wǎng)絡中產(chǎn)生額外數(shù)據(jù)流量，從而對時鐘901和902之間交換的所述時間同步數(shù)據(jù)包造成干擾。此外，以太網(wǎng)交換機501?503之間的連接線500還用于對未連接至相同以太網(wǎng)交換機的兩個裝置之間的數(shù)據(jù)流量進行轉發(fā)。連接線500也稱中繼鏈路，而且這些中繼鏈路連接于中繼端口510。在通常情況下，所述數(shù)據(jù)包只能依次通過中繼端口，即輸出裝置200每次只能有一個數(shù)據(jù)包經(jīng)中繼端口510輸出，從而導致用于兩個時鐘901和902間時間同步的數(shù)據(jù)包可能發(fā)生不能經(jīng)由中繼鏈路500立即轉發(fā)，而是所述時間同步的數(shù)據(jù)包延遲至裝置200的數(shù)據(jù)包發(fā)送完成后才能發(fā)送。如此導致的結果在于，以太網(wǎng)交換機501?503對于所述數(shù)據(jù)包的傳輸時間不確定，且該數(shù)據(jù)包在以太網(wǎng)交換機501?503內(nèi)的滯留時間可能發(fā)生變化。因此，現(xiàn)有以太網(wǎng)交換機并不具備以下所述的適宜預防措施，不適合用于精確的時間同步網(wǎng)絡。對此情形而言，需要專門配備具有所謂透明模式的以太網(wǎng)交換機501?503。此類以太網(wǎng)交換機可確定數(shù)據(jù)包在交換機中的實際滯留時間，并將此類滯留時間通知于時鐘901和902。根據(jù)所獲悉的以太網(wǎng)交換機501?503的實際傳輸時間，所述兩時鐘可對其進行考慮，從而實現(xiàn)自身的同步。傳輸時間為已知且可就傳輸時間進行通知的裝置也稱透明時鐘。然而，使用透明時鐘技術的此類裝置在實施時的消耗巨大，而且相應硬件，即所述以太網(wǎng)交換機的結構必須滿足實現(xiàn)所要求精度所需的特定先決條件。
[0004]如圖2所示，在通信網(wǎng)絡中，可能還需在所述兩時鐘901和902間的通信路徑的連接線500中的一個連入另一裝置100。裝置100例如用于對所述網(wǎng)絡的通信進行監(jiān)控，從而實現(xiàn)診斷目的。裝置100具有網(wǎng)絡端口 A和B，稱為內(nèi)聯(lián)端口。這些端口與連接線500連接，以實現(xiàn)連入裝置100的目的。裝置100例如由計算機300進行本地操控。舉例而言，裝置100可在內(nèi)聯(lián)端口 A和B之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無改變傳送，即將數(shù)據(jù)從內(nèi)聯(lián)端口 A轉發(fā)至內(nèi)聯(lián)端口 B，或以相反方向將其從內(nèi)聯(lián)端口B轉發(fā)至內(nèi)聯(lián)端口A。在此期間，裝置100可酌情對所述數(shù)據(jù)進行分接，但裝置100并不將其自身的任何數(shù)據(jù)包加入中繼鏈路500中，即并不經(jīng)內(nèi)聯(lián)端口A和B發(fā)送其自身的任何數(shù)據(jù)包。此類以監(jiān)控目的連入的裝置100也稱分接頭。根據(jù)此命名方法，連入此分接頭的所述網(wǎng)絡連接線500稱為分接鏈路。裝置100可通過多種方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉發(fā)。當采用所謂的無源分接頭時，內(nèi)聯(lián)端口A和B彼此連接于物理層上。其中，在將信號于裝置100的物理層上分接后，再對相應邏輯電平進行恢復。如此，數(shù)據(jù)包即可幾乎無延遲地經(jīng)裝置100從一個內(nèi)聯(lián)端口傳送至另一內(nèi)聯(lián)端口。另一方面，有源分接頭對一個內(nèi)聯(lián)端口的數(shù)據(jù)包進行讀取，然后再將該數(shù)據(jù)包在另一內(nèi)聯(lián)端口發(fā)送。此方式例如可由存儲轉發(fā)技術實現(xiàn)。在該技術中，先整體讀取數(shù)據(jù)包，然后將其發(fā)送。因此，在此技術中數(shù)據(jù)包的轉發(fā)延遲取決于數(shù)據(jù)包的大小。然而，為了減少數(shù)據(jù)包在裝置100內(nèi)的滯留時間，可以在數(shù)據(jù)包完全讀取之前，即開始對其進行發(fā)送。此類方法稱為直通轉發(fā)技術。其中，例如可在數(shù)據(jù)包的一定部分被讀取之后，即開始對其進行轉發(fā)。因此，在采用直通轉發(fā)技術時，所述傳輸時間與數(shù)據(jù)包大小無關，從而可實現(xiàn)常量化。
[0005]如果所述傳輸時間為對稱常量，則當裝置100例如根據(jù)上述直通轉發(fā)技術運行時，其功能相當于一定長度的額外連接線。如此，即可使用時間同步機制容易地對其造成的延遲進行補償。如果裝置100僅在所述內(nèi)聯(lián)端口之間以酌情分接的方式轉發(fā)數(shù)據(jù)包，而且不通過內(nèi)聯(lián)端口 A和B發(fā)送其自身的數(shù)據(jù)包，則可例如按照IEEE 1588實現(xiàn)時鐘901和902之間的時間同步操作模式。
[0006]然而，在現(xiàn)有網(wǎng)絡中，當裝置100例如并未由如圖2所示方式與其連接的計算機300操控，而是通過內(nèi)聯(lián)端口 A和B以遠程方式操控時，可能發(fā)生裝置100通過內(nèi)聯(lián)端口 A和/SB額外發(fā)送其自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包的情形。此外，在此情況下，當裝置100待將記錄數(shù)據(jù)通過所述分接鏈路例如轉發(fā)至中央處理站時，也需要將裝置100產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包經(jīng)內(nèi)聯(lián)端口 A和B進行輸出。圖3所述即為此類情形，其中，用于控制裝置100的計算機300并未以本地連接或直接連接的方式連接于裝置100，而是連接于交換機501。如此，計算機300和裝置100之間用于控制裝置100的數(shù)據(jù)交互發(fā)生于分接鏈路500中。此數(shù)據(jù)交互例如為雙向交互，即裝置100通過內(nèi)聯(lián)端口 A從計算機300接收數(shù)據(jù)包，而且通過內(nèi)聯(lián)端口 A向計算機300發(fā)送數(shù)據(jù)包。在此情況下，由于裝置100自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包也經(jīng)內(nèi)聯(lián)端口A和B發(fā)送，因此可能產(chǎn)生在發(fā)送裝置100所生成數(shù)據(jù)包的同時，需要由裝置100經(jīng)連接線500轉發(fā)數(shù)據(jù)包的沖突。此情形可導致所述數(shù)據(jù)包中的一個發(fā)生延遲。例如，抵達或生成時間較遲的數(shù)據(jù)包可能被延遲至抵達或生成時間較早的數(shù)據(jù)包發(fā)送完成后才發(fā)送。例如，當裝置100已經(jīng)開始經(jīng)內(nèi)聯(lián)端口 A向交換機501發(fā)送其自身生成的數(shù)據(jù)包時，裝置100將首先完成其自身生成的該數(shù)據(jù)包的完整發(fā)送，然后才開始對在內(nèi)聯(lián)端口 B處從交換機502接收的待轉發(fā)至交換機501的數(shù)據(jù)包進行轉發(fā)。如此產(chǎn)生的結果在于，交換機501和502之間的數(shù)據(jù)包轉發(fā)可能產(chǎn)生不確定的延遲，從而進一步對時鐘9