[發明專利]基于TSN的過程層網絡通信方法、裝置、系統、TSN控制器

在審

• 申請號: 202211067295.5
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115484140A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 王連忠;鄭哲;池穎英;朱海龍;黃韜;劉勇;孟坤;賈曉光;張繼光;李曉明
• 申請（專利權）人: 北京智芯微電子科技有限公司;北京郵電大學
• 主分類號: H04L41/044
• 分類號: H04L41/044;H04L41/12;H04L43/0876;H04L47/50;H04L49/351
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 顧鮮紅

1.一種基于TSN的過程層網絡通信方法，其特征在于，所述方法包括：

在報文進入過程層網絡時，獲取所述報文的流量參數信息，并獲取所述過程層網絡的網絡拓撲；

根據所述網絡拓撲和所述流量參數信息進行流量調度計算，得到確定性調度信息；

根據所述確定性調度信息對所述網絡拓撲中的時間敏感網絡TSN交換機進行門控制列表配置，得到調度周期和門控制列表；

根據所述調度周期和所述門控制列表控制TSN交換機的打開或關閉，以傳輸所述報文。

2.根據權利要求1所述的基于TSN的過程層網絡通信方法，其特征在于，所述流量參數信息包括數據流的發送周期、數據包大小、最大端到端時延、優先級和目的地MAC，所述根據所述網絡拓撲和所述流量參數信息進行流量調度計算，得到確定性調度信息，包括：

根據所述優先級確定對應報文進入的TSN交換機隊列，并根據所述網絡拓撲和各所述隊列中報文的發送周期、數據包大小、最大端到端時延、目的地MAC進行流量調度計算，得到各所述隊列的確定性調度信息；

其中，所述門控制列表與所述隊列一一對應。

3.根據權利要求2所述的基于TSN的過程層網絡通信方法，其特征在于，所述報文包括通用面向對象變電站事件Goose報文和采樣測量值SV報文，所述Goose報文包括周期性報文和非周期性報文，所述SV報文均為周期性報文；

針對所述周期性報文，在每個所述調度周期中，通過預先規劃好的調度時隙根據各門控制列表控制各隊列中TSN交換機的打開或關閉；

針對所述非周期性報文，在門控循環周期中，預留出預設時隙用于傳輸所述非周期性報文，其中，所述門控循環周期為所述調度周期的N倍，N為大于1的整數。

4.根據權利要求2所述的基于TSN的過程層網絡通信方法，其特征在于，所述Goose報文的非周期性報文包括跳閘命令、開關位置變化信息，所述Goose報文的周期性報文包括設備狀態信息和/或其他控制命令，所述SV報文包括采樣值信息；

所述跳閘命令的優先級最高，所述開關位置變化信息的優先級次之，所述采樣值信息的優先級次于所述開關位置變化信息的優先級，所述設備狀態信息和所述其他控制命令的優先級次于所述采樣值信息的優先級。

5.根據權利要求1所述的基于TSN的過程層網絡通信方法，其特征在于，在所述過程層網絡進入報文時，所述方法還包括：

識別所述報文中是否包含以太網標簽；

若所述報文中不包含以太網標簽，則禁止對所述報文進行傳輸。

6.根據權利要求1所述的基于TSN的過程層網絡通信方法，其特征在于，在傳輸所述報文時，通過路徑中的第一個TSN交換機進行幀復制，通過所述路徑中的最后一個TSN交換機進行幀刪除。

7.根據權利要求6所述的基于TSN的過程層網絡通信方法，其特征在于，所述路徑存在N個，且N個路徑共用所述第一個TSN交換機和所述最后一個TSN交換機時，通過路徑中的第一個TSN交換機進行幀復制，通過所述路徑中的最后一個TSN交換機進行幀刪除，包括：

通過所述第一個TSN交換機對所述報文進行幀復制，得到成員流，并沿相應路徑將所述成員流傳輸給相應節點TSN交換機；

通過所述節點TSN交換機對接收到的成員流進行副本消除和恢復合并成單個成員流后沿相應路徑繼續傳輸；

通過所述最后一個交換機，將最先接收到成員流傳輸給目標終端，并對其他成員流進行幀刪除；

其中，N為大于或等于2的整數。