专利名称：子网通过统一的网络层连接的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在机动车中的不同子网之间的数据交换。
背景技术：
目前在机动车中应用许多不同的子网系统或者子网，其中的每个子网都分别专用 于实现特定的目的。为了在不同网络间进行数据交换，通常网关是必需的，该网关实现在不 同的总线系统(例如CAN，LIN, MOST, FlexRay)之间以及在不同的数据网络系统(例如以 太网，蓝牙，超宽带技术，无限局域网或者宽带无线接入)之间的速度、协议和信号的必需 的转换。需要从一个网络传输到另一个网络的信息的适当的编码转换然而需要额外的处理 器性能并且导致数据传输中的时间上的延迟。除此之外，该转换要求很高的技术复杂程度。此外，所有在机动车中现有的子系统的源地址和目标地址都没有统一的寻址模 式，所以必须在网关中实施地址的转换。除了为此所需要的技术上的复杂程度之外，这还意 味着时间上的延迟以及额外的对可用的处理器性能的需求。
发明内容
从上面的描述出发，本发明的目的在于这样来降低在机动车中的不同网络间的数 据交换所需的技术上的复杂程度，即能够以对数据传输来说必需的处理器性能的较低的要 求来实现更快速的数据交换。该目的根据本发明的独立权利要求实现。本发明在其从属权利要求中加以进一步 改进。本发明包括一种用于机动车的网络系统，其具有至少两个不同地构造的子网，这 些子网具有数据连接，其中至少两个不同地构造的子网的网络层在结构上是相同的。就此而言需要指出的是，在本说明书和权利要求中为了列举特征而应用的概念 “包括”，“带有”，“具有”，“涵盖”和“包含”，以及其语法上的变化通常表示特征的非决定性 的列举，例如方法步骤，装置，区域，大小尺寸和类似物，其在任何情况下都不排除另外的 或额外的特征的存在或者另外的或额外的特征组的存在。通过在机动车中的不同网络的网络层的统一的构造，路径发现(也就是所谓的路 由)、流控制和其他的与数据交换相关的任务都实现标准化，因此不再需要进行地址的转换。有利的是，网络层的协议由互联网协议形成，由此可以在没有转换地址的网关和 进而没有附加的时间上的延迟的情况下形成网络连接。为了对连续的多媒体数据传输进行 支持，至少两个不同地构造的子网中的至少一个子网根据目的应用无连接的传输协议。尤 其是在机动车的控制任务的领域中为了实现安全的数据传输，至少两个不同地构造的子网 中的至少一个子网应用面向连接的传输协议。
本发明的其他特征由接下来联系到权利要求和附图对根据本发明的实施例的具体描述中得出。根据本发明各个特征可以单独或者组合地在设计方案中实现。接下来参考 附图对本发明的一些实施例进行说明。图中示出图1示出了 MOST总线系统和0SI参考模型的层构造的相对位置，图2示出了基于以太网的多媒体网络和0SI参考模型的层构造的相对位置，图3示意性示出了常规的机动车网络系统，图4示意性示出了机动车网络系统，其中不同的子网具有统一的网络层。
具体实施例方式在图1中，MOST网络(面向媒体的系统传输网络)的层与0SI (开放式系统互联) 参考模型的七个层相对应。根据0SI参考模型的应用层7在MOST网络中设计为编程接口。 根据0SI参考模型的表示层6的任务在MOST网络中由“网络服务2”层来承担。通信控制 层5、传输层4以及网络层3的服务在MOST网络中由“网络服务1”层执行。0SI参考模型 的安全层2和比特传输层1在MOST网络中称为“MOST收发器层”和“MOST比特传输层”。在图2中，用于多媒体应用的网络的层模型位于与0SI参考模型相对应的位置，层 模型的比特传输层和安全层根据以太网标准设计。基于以太网的多媒体网络的网络层以互 联网协议为基础。在传输层中不仅执行面向连接的协议(TCP ；传输控制协议)，而且还执行 无连接协议(UDP;用户数据报协议)。无连接协议特别出现在流媒体应用中，其中，音频数 据或者视频数据连续地通过网络传输。多媒体数据流的编码、打包和发送在会话层上由实 时传输协议(RTP)执行，该协议与用于协调和维持服务质量参数(QoS;服务质量)的实时 控制协议共同作用。实时敏感的多媒体数据的传输的操纵和控制是实时流协议(RTSP)的 对象。数据的面向连接的传输在会话层中由超文本传输协议(HTTP)执行。为了对来自于 或者用于基于处理层的多媒体应用的数据进行转换，在表示层中应用MPEG-4和UPnP。在面向包的服务中，应用网络层的目的通常在于，将数据包从来源导入目的地。其 构成用于在两个终端系统之间设置连接的最下级的层，其中该终端系统可与一个和同一个 网络或不同网络连接。寻址和正确的分配源地址与目的地址在网络层中实现。在现有的传 统机动车系统中，每个子网具有相对于另外的子网的网络层的不同构造的网络层。因此，在 各个子网中的地址分配也有区别。图3示意性地示出了常规的机动车网络系统示意图100，其中三个不同的网络的 终端系统通过网关10，20，30和40相互连接。网关10将第一子网的终端系统11，12，13和 14连接至机动车的网络系统100。网关30将第二子网的终端系统31，32，33和34连接至 机动车的网络系统100，其中连接通过另一个网关20(例如另一个没有在图示中详细示出 的子网)来实现。第三子网的终端系统41，42，43和44最终通过网关40与机动车网络系 统相连接。在信息从子网中的一个传输至另一个子网时，通信协议必须在网关中转换。如果 例如信息从终端11传输到终端系统43，那么信息必须经过网关10，20和40。这分别与在 子网的协议中的转换相联系，在该转换中信息进行传输。该信息可以以广播的形式通过广 播设备发送到所有的终端系统，其中该终端系统本身决定，该信息是否与其相关。然而，网 络系统也可以具有相应的地址管理，其中子网分别从源地址向一个或多个适当的目的地址 分派信息。因为该寻址在网络层中进行，所以必须将该用于信息的目的系统的地址在网关中到达目的系统的子网的路径上进行转换，由此用于信息传输所必须的处理器性能被提高 并且传输的时间变长。在图4中的机动车网络系统中，各个网络层的协议在不同的子网中是统一的，因 此不同地构造的或结构化的子网的网络层在其结构上是相同的。因此，终端系统的统一的 寻址在由不同地构造的子网构成的机动车网络系统内实现。如果信息或者数据从子网的一 个终端系统向另一个与该子网不同的构造的子网的终端系统进行传输，因此在网关上也就 不需要对信息或者数据的地址进行转换。此外，在通过安全层和比特传输层定义的硬件层 上的转换当然进一步通过合适的耦合元件执行。优选的是，互联网协议(IP)被作为网络层的协议使用，这是因为机动车网络系统 为此例如可以构建为专用网络，因此该网络可以通过具有世界范围内明确的IP地址的网 关或者路由器与机动车以外的其他网络，例如车间网络、导航网络或类似网络进行通信。通 过机动车的明确的互联网地址还尤其可以简单地构造Car-to-X通信。统一的网络层在机动车网络系统的不同子网中的应用导致在子网联网时的明显 的成本下降，这是因为可以放弃复杂的网关，例如MOST网关或者CAN网关(CAN =控制器局 域网络)。此外，由此可以在机动车中简单地建立冗余，因为机动车的各个子网可以直接相 互连接，由此在各个子网之间的数据交换可通过多路实现。因此借助于这种冗余能够以简 单的方式提高机动车的运行安全性。因为在统一地构造的网络层中统一地实现寻址，因此在机动车中可以明确和清晰 地实现所有终端系统的寻址。因此，错误的配置很容易识别，因此大大降低了应用成本和测 试成本。此外，统一地设计的网络层能够实现信息的硬件过滤，例如定义用于通过两个硬 件相关的层进行传输的最大数据率，该数据率涉及到终端系统和包格式。此外，统一的网络层在机动车的不同网络中的应用能够实现迄今为止在机动车中 相互独立运行的独立系统的集成，例如多媒体、电话、电视、导航、驾驶员辅助等等。为此， 在统一地设计的网络层中实现的明确的寻址防止在网关中由于错误的转换寻址而出现的 数据错误传递。因此机动车安全性进一步提升。互联网协议在网络层中的应用尤其能够实现简单地再次应用这样的一些协议，这 些协议在终端用户设备的领域中实现标准化。其例如包括在网络电话(VoIP)中使用的会 话初始协议(SIP)和实时传输协议(RTP)。此外，互联网协议在统一地设计的网络层上的应 用允许对基于IP的服务的处理，例如手持数字式视频广播(DVB-H)、网络电话(VoIP)、IP 广播，IP导航或者其他的无线电服务，由此多媒体服务在机动车中的集成得到简化。此外，在机动车中可以利用以互联网协议为基础的统一的网络层实现多用户-多 媒体，因为例如当在机动车的网络系统中已经传输视频流时，第二多媒体用户基于明确的 视频流的源地址可以容易地访问该视频流。此外，因为在互联网协议中的地址分配是明确 的，因此新的终端系统，例如新的无线电设备也能够容易并安全地集成在机动车网络系统 中。
权利要求
一种用于机动车的网络系统，所述网络系统具有至少两个不同地构造的子网(N1，N2，N3)，所述子网具有数据连接，其特征在于，至少两个不同地构造的所述子网(N1，N2，N3)的网络层在结构上是相同的。
2.根据权利要求1所述的网络系统，其特征在于，所述网络层的协议由互联网协议形成。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的网络系统，其特征在于，至少两个不同地构造的 所述子网(N1，N2，N3)中的至少一个子网应用无连接的传输协议。
4.根据权利要求1，2或3中任一项所述的网络系统，其特征在于，至少两个不同地构造 的所述子网(N1，N2，N3)中的至少一个子网应用面向连接的传输协议。
全文摘要
子网通常借助于网关连接，然而这是非常复杂的。本发明涉及一种用于机动车的网络系统(200)，其具有至少两个不同地构造的子网(N1，N2，N3)，这些子网具有数据连接，其中至少两个不同地构造的子网(N1，N2，N3)的网络层在结构上是相同的。该网络层的协议在这里优选地由互联网协议形成。
文档编号H04L29/08GK101855888SQ200880115383
公开日2010年10月6日 申请日期2008年11月4日 优先权日2007年11月8日
发明者托马斯·加尔纳, 赫尔穆特·温德尔 申请人:大陆汽车有限责任公司