经由通信装置的数据传输的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种经由通信装置的数据传输方法以及相应的通信装置。本发明尤其涉及一种在具有时间分发协议的通信网络中经由通信装置的双向数据传输方法。
【背景技术】
[0002]在与各种计算单元及控制单元，例如与电源系统的计算单元及控制单元相连的通信网络(如数据传输网络)中，按时间对信息进行精确的控制及采集可能极为重要。为实现此目的，经所述通信网络相互连接的各系统分别具有独立时钟，该独立时钟可例如通过经由该通信网络进行同步信息交互的方式实现同步化。此类方法的一例在于根据IEEE 1588标准实现时间同步。该方法中，对数据包在所述各系统的时钟之间的传输时间进行测定和补偿。此类方法运作的前提在于所述传输时间为对称常量，即在两个方向上具有相等的延迟。此外，以太网类型的网络经常用作通信网络，其中，所述时钟间交换的数据包由以太网交换机转发。
[0003]图1所示为此类网络，在该网络上连接有带有时钟901和902的两个系统。时钟901和902可例如为相应计算机系统或控制系统的时钟或定时装置。时钟901和902经所述网络相互连接。所述网络可具有任意大小。例如，所述网络可安装于建筑物内，或者所述网络也可通过适当的长程网络延伸数百或数千公里的距离。如现有技术所知，所述网络可包括数个网络集线器，例如以太网交换机501、502和503，以及以太网交换机501?503之间的连接线500。连接线500例如可包括电气或光数据连接线。用于时钟901和902间时间同步的所述数据包通过以太网交换机501?503以及连接线500进行交互。通常，此类网络还连接其他装置，例如装置200等。这些其他装置会在所述网络中产生额外数据流量，从而对时钟901和902之间交换的所述时间同步数据包造成干扰。此外，以太网交换机501?503之间的连接线500还用于对未连接至相同以太网交换机的两个装置之间的数据流量进行转发。连接线500也称中继链路，而且这些中继链路连接于中继端口510。在通常情况下，所述数据包只能依次通过中继端口，即输出装置200每次只能有一个数据包经中继端口510输出，从而导致用于两个时钟901和902间时间同步的数据包可能发生不能经由中继链路500立即转发，而是所述时间同步的数据包延迟至装置200的数据包发送完成后才能发送。如此导致的结果在于，以太网交换机501?503对于所述数据包的传输时间不确定，且该数据包在以太网交换机501?503内的滞留时间可能发生变化。因此，现有以太网交换机并不具备以下所述的适宜预防措施，不适合用于精确的时间同步网络。对此情形而言，需要专门配备具有所谓透明模式的以太网交换机501?503。此类以太网交换机可确定数据包在交换机中的实际滞留时间，并将此类滞留时间通知于时钟901和902。根据所获悉的以太网交换机501?503的实际传输时间，所述两时钟可对其进行考虑，从而实现自身的同步。传输时间为已知且可就传输时间进行通知的装置也称透明时钟。然而，使用透明时钟技术的此类装置在实施时的消耗巨大，而且相应硬件，即所述以太网交换机的结构必须满足实现所要求精度所需的特定先决条件。
[0004]如图2所示，在通信网络中，可能还需在所述两时钟901和902间的通信路径的连接线500中的一个连入另一装置100。装置100例如用于对所述网络的通信进行监控，从而实现诊断目的。装置100具有网络端口 A和B，称为内联端口。这些端口与连接线500连接，以实现连入装置100的目的。装置100例如由计算机300进行本地操控。举例而言，装置100可在内联端口 A和B之间实现数据的无改变传送，即将数据从内联端口 A转发至内联端口 B，或以相反方向将其从内联端口B转发至内联端口A。在此期间，装置100可酌情对所述数据进行分接，但装置100并不将其自身的任何数据包加入中继链路500中，即并不经内联端口A和B发送其自身的任何数据包。此类以监控目的连入的装置100也称分接头。根据此命名方法，连入此分接头的所述网络连接线500称为分接链路。装置100可通过多种方法实现数据包的转发。当采用所谓的无源分接头时，内联端口A和B彼此连接于物理层上。其中，在将信号于装置100的物理层上分接后，再对相应逻辑电平进行恢复。如此，数据包即可几乎无延迟地经装置100从一个内联端口传送至另一内联端口。另一方面，有源分接头对一个内联端口的数据包进行读取，然后再将该数据包在另一内联端口发送。此方式例如可由存储转发技术实现。在该技术中，先整体读取数据包，然后将其发送。因此，在此技术中数据包的转发延迟取决于数据包的大小。然而，为了减少数据包在装置100内的滞留时间，可以在数据包完全读取之前，即开始对其进行发送。此类方法称为直通转发技术。其中，例如可在数据包的一定部分被读取之后，即开始对其进行转发。因此，在采用直通转发技术时，所述传输时间与数据包大小无关，从而可实现常量化。
[0005]如果所述传输时间为对称常量，则当装置100例如根据上述直通转发技术运行时，其功能相当于一定长度的额外连接线。如此，即可使用时间同步机制容易地对其造成的延迟进行补偿。如果装置100仅在所述内联端口之间以酌情分接的方式转发数据包，而且不通过内联端口 A和B发送其自身的数据包，则可例如按照IEEE 1588实现时钟901和902之间的时间同步操作模式。
[0006]然而，在现有网络中，当装置100例如并未由如图2所示方式与其连接的计算机300操控，而是通过内联端口 A和B以远程方式操控时，可能发生装置100通过内联端口 A和/SB额外发送其自身产生的数据包的情形。此外，在此情况下，当装置100待将记录数据通过所述分接链路例如转发至中央处理站时，也需要将装置100产生的数据包经内联端口 A和B进行输出。图3所述即为此类情形，其中，用于控制装置100的计算机300并未以本地连接或直接连接的方式连接于装置100，而是连接于交换机501。如此，计算机300和装置100之间用于控制装置100的数据交互发生于分接链路500中。此数据交互例如为双向交互，即装置100通过内联端口 A从计算机300接收数据包，而且通过内联端口 A向计算机300发送数据包。在此情况下，由于装置100自身产生的数据包也经内联端口A和B发送，因此可能产生在发送装置100所生成数据包的同时，需要由装置100经连接线500转发数据包的冲突。此情形可导致所述数据包中的一个发生延迟。例如，抵达或生成时间较迟的数据包可能被延迟至抵达或生成时间较早的数据包发送完成后才发送。例如，当装置100已经开始经内联端口 A向交换机501发送其自身生成的数据包时，装置100将首先完成其自身生成的该数据包的完整发送，然后才开始对在内联端口 B处从交换机502接收的待转发至交换机501的数据包进行转发。如此产生的结果在于，交换机501和502之间的数据包转发可能产生不确定的延迟，从而进一步对时钟9