[發明專利]在通信網絡里傳輸同步信息的方法

有效

• 申請號: 200810215620.1
• 申請日: 2008-09-08
• 公開（公告）號: CN101383693A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 弗朗茨－約瑟夫·格茨;那崇寧;德拉甘·奧布拉多維奇;魯克桑德拉·沙伊特爾;京特·施泰因德爾
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;H04L7/033
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李 慧

技術領域

本發明涉及一種在通信網絡里傳輸同步信息的方法以及一種 相應的通信網絡。

背景技術

在多個技術領域里應用通信網路來控制分散的工作過程。尤其 是在工業的自動化設備中，使這些自動的工作過程準確地相互協調 是尤為重要的。這通過以下方法來達到：在通信網絡里單個相互通 信的網絡節點都具有內部時鐘，其中傳輸同步信息以使所有內部時 鐘同步。每一個網絡節點的內部時鐘這里用一個對應的節點時鐘頻 率工作，這頻率對于單個網絡節點來說在一定條件下可能是不同 的。時鐘的同步在一個規定的同步時鐘頻率的基礎上進行，其中根 據同步頻率來傳輸同步信息。這意味著，以固定的節拍間距或者說 脈沖間距(Taktabstnde)按照同步時鐘頻率來傳輸同步信息。單個 在通信網絡中傳輸的同步信息都包含了同步時鐘的脈沖計數狀態。 每個網絡節點都使這脈沖計數狀態更新，其方法是它估計出在前面 的網絡節點中同步信息的發射和各自網絡節點中同步信息的接收 之間同步時鐘的脈沖數量。這種估計通常按如下進行：對于在各自 網絡節點的同步時鐘頻率和節點時鐘頻率之間的節拍比(也稱為 Rate?Compensation?factor?RCF(比值補償系數))進行估計。用所估 計出的節拍比則可以把在前面網絡節點中同步信息的接收和在各 自的網絡節點中同步信息的接收之間的時間間隔(以節點時鐘頻率 的節拍來測量)換算成同步時鐘頻率的節拍。由此得出的脈沖的數 量然后被補充加到所接收的同步信息的節拍里并且又使一個相應 更新了的同步信息從對應網絡節點發送出。此處的問題在于：同步 時鐘頻率可能出現波動，這將導致對節拍比估計的不準確并因此造 成各個網絡節點中同步時鐘的脈沖計數狀態的錯誤確定。

根據技術背景在工業自動化工程領域里過程現場網絡標準 (Standard?Profinet)是眾所周知的，其中是指一種符合工業的要求 的以太網。這種標準按上面所述的原理工作，據此在網絡節點里對 同步信息里的脈沖計數狀態進行更新。基于過程現場網絡的系統為 了使網絡節點的內部時鐘同步通常應用了標準IEEE1588，此標準 按照上述原理使同步信息的脈沖計數狀態進行更新。按照此標準相 互緊隨著地使同步信息從一個網絡節點以一種邏輯次序或者空間 結構傳輸至下一個網絡節點。同步信息來自一個主元件，它是在序 列里或在空間結構(Baustruktur)里的第一個元件。同步信息最初 含有該主元件中一個同步時鐘的計數器的時間標志，如果一個同步 信息已經被傳輸了的話。在序列或空間結構里的網絡節點處理這些 信息并將其繼續發送。一個網絡節點在這里添加了在前面的網絡節 點的一個同步信息的發送和其自身的同步信息的發送之間所有估 計的時間延遲，作為同步信息的內容。

如上所述，在由技術背景中已知的通信網絡中也已證明有問題 的是：在改變同步時鐘的同步時鐘頻率時，就在確定網絡節點中的 脈沖計數狀態時出現誤差，這又會導致網絡節點內部時鐘的同步不 準確。

發明內容

因此本發明的任務是設計出一種用于在通信網絡里傳輸同步 信息的方法，用該方法可以實現網絡節點的單個內部時鐘的準確的 同步。

該任務通過獨立權利要求來解決。本發明的改進設計方案在從 屬權利要求中限定。

按照本發明的方法使用在一個通信網絡中，該網絡包括有多個 相互通信的網絡節點，它們分別包括一個內部時鐘，該內部時鐘以 一個配屬于各自網絡節點的節點時鐘頻率工作，其中同步信息用于 使網絡節點的內部時鐘時間同步。

在按照本發明的方法中取決于一個通過同步時鐘規定的同步 時鐘頻率使同步信息相互緊隨地從一個前面的網絡節點傳輸至下 一個網絡節點，其中同步信息包含有同步時鐘的脈沖計數狀態。每 個網絡節點在規定的時間間隔里基于過去所接收到的同步信息檢 測在同步時鐘頻率和其節點時鐘頻率之間的節拍比隨時間的變化。 各個網絡節點基于檢測到的節拍比隨時間的變化通過一個函數近 似節拍比隨時間的展開，因此在時間和節拍比的情況之間存在有一 種數學關系。各自的網絡節點基于節拍比的以函數近似的隨時間的 展開把一個接收的同步信息的脈沖計數狀態更新為在將同步信息 發送至下一個網絡節點時的脈沖計數狀態。