[發(fā)明專利]一種異步低延時時間敏感數(shù)據(jù)處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110408417.1
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN112821977B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙許陽;楊汶佼
• 申請（專利權(quán)）人: 之江實驗室
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04L12/823;H04L12/865;H04L12/819
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 奚麗萍

本發(fā)明提出了一種異步低延時時間敏感數(shù)據(jù)處理方法，數(shù)據(jù)的處理方式兼容之前的時間同步的處理機(jī)制，可以依據(jù)實際的應(yīng)用場景選擇是時間同步配置還是一部配置，提高了時間敏感網(wǎng)絡(luò)的兼容性；通過在數(shù)據(jù)處理機(jī)制中的雙通道數(shù)據(jù)處理方式，對非時間敏感的數(shù)據(jù)直接按照QoS機(jī)制進(jìn)行傳輸，提高帶寬的利用率，解決了時間同步觸發(fā)數(shù)據(jù)傳輸式的帶寬資源浪費問題；端口參數(shù)表格的數(shù)據(jù)和變量將會被所有與接受端口關(guān)聯(lián)的異步整形器共享。從而實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸路徑和調(diào)度配置。有利于實現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備的組網(wǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)控制系統(tǒng)的時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種異步低延時時間敏感數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明主要是針對工業(yè)控制系統(tǒng)的低延時數(shù)據(jù)的異步整形處理的技術(shù)和方法，適用于高可靠性時間敏感網(wǎng)絡(luò)域，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實時性以及網(wǎng)絡(luò)的健壯性。

對于當(dāng)今工業(yè)化技術(shù)的發(fā)展，對設(shè)備的效率、低延時高可靠的通信網(wǎng)絡(luò)和確定性數(shù)據(jù)傳輸提出了更高的要求。隨著IIoT的發(fā)展和大規(guī)模化設(shè)備的數(shù)據(jù)涌入，網(wǎng)絡(luò)的流量和帶寬問題變得越來越突出。工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)始終存在著數(shù)據(jù)高實時傳輸?shù)囊螅请S著現(xiàn)場層接入的不同類型的設(shè)備越來越多，可用網(wǎng)絡(luò)帶寬和不同流量類型共存成為工廠骨干網(wǎng)絡(luò)上的一個重要問題。當(dāng)時間敏感型流量和普通型流量共享相同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施時，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)就無法提供可靠的實時保證。

為了解決工業(yè)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，目前正在使用的時間敏感網(wǎng)絡(luò)旨在通過容錯機(jī)制以及時間關(guān)鍵型流量和背景流量的共存方法，提高標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的可靠性。

在大規(guī)模化網(wǎng)絡(luò)中，每跳時延可分為鏈路傳播時延、交換機(jī)處理時延、出端口排隊時延三部分，而端到端時延為逐跳時延求和。鏈路時延和處理時延基本為固定值，所以減少時延必須要減少排隊時延，先通過優(yōu)先級屬性配置將時間敏感流和盡力而為流分開傳輸，再從時間上（劃分時隙）或空間上（規(guī)劃路由）將不同優(yōu)先級的時間敏感流隔開。

在時間敏感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，不同類型的整形器在實施流量調(diào)度方面表現(xiàn)良好，但是該調(diào)度方法對網(wǎng)絡(luò)域具有嚴(yán)格的時間同步要求，特別是對時鐘同步精度要求很高的跨越時間敏感域，但是這種跨域的方式增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，同時對時間敏感網(wǎng)絡(luò)域的可靠性也提出了較高的要求。如果有任何同步的時鐘對齊發(fā)生偏差，或者時鐘同步信息的信號幀發(fā)生傾斜或漂移，時鐘的不準(zhǔn)確和丟失同步時鐘幀會導(dǎo)致最佳主時鐘將不準(zhǔn)確的主時鐘信息同步到其他下游域中的設(shè)備。

隨著工業(yè)化網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模的設(shè)備接入，時鐘同步的復(fù)雜性也在增加，網(wǎng)絡(luò)鏈路上得時鐘同步偏差也越來越大。為了解決大規(guī)模化網(wǎng)絡(luò)的時鐘同步復(fù)雜性以及可靠性問題，該方法提供了一套兼容性的流量調(diào)度方法而不需要嚴(yán)格的時間同步。又進(jìn)一步優(yōu)化那些對于時間同步非嚴(yán)苛任務(wù)的帶寬利用。

SDU: service data unit業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元，是指該裝置處理的時間敏感數(shù)據(jù)幀。

CBS: 承諾突發(fā)尺寸Committed Burst Size，CBS； 承諾突發(fā)尺寸突發(fā)尺寸，令牌桶的容量，即每次突發(fā)所允許的最大的流量尺寸。設(shè)置的突發(fā)尺寸必須大于最大報文長度。是指在網(wǎng)絡(luò)端口遇到突發(fā)情況時，允許最大網(wǎng)絡(luò)流量突發(fā)的大小，由用戶根據(jù)控制的信息流進(jìn)行定義。

承諾信息速率CIR: 承諾信息速率，Committed Information Rate, CIR；每秒端口隊列可允許通過的數(shù)據(jù)速率，由用戶根據(jù)控制的信息流進(jìn)行定義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種異步低延時時間敏感數(shù)據(jù)處理方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：