一种用于运行通信网络用户端的方法技术领域的制作方法
【技术领域】
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于运行通信网络用户端的方法。本发明还涉及用户端和通信网络以及计算机程序。
【背景技术】
[0002]在以太网中，用户端(德:tei Inehmers，英:subscriber)接收并处理帧，并将其转送给下一用户端，每个用户端的延时取决于这些用户端的传输时钟的最大变化。用户端η使用前一用户端η-1的传输时钟来接收帧，并且使用其自己的传输时钟η来传输该帧。最大以太网帧为1536字节长，S卩，对于10Mbit的精确传输时钟，该帧的传输将耗用1536乘8乘1ns=122.88ys。对于10ppm = 0.01%的传输时钟变化而言，该帧将比122.88ys长或短122.88μs乘0.0001 = 12.29ns。因此，最大变化将为24.58ns。这将相当于10Mbit下的2.5bit的传输。变化仅取决于以字节为单位的帧长度，而不取决于传输速率。对于Gbit，帧只有1/10长。用于该变化的一般规则是[以位为单位的帧长度]乘[以ppm为单位最大变化]。如果将使用巨型帧(比1536字节长的以太网帧)，这些值将甚至更高。在用户端中，每个方向都将需要至少该大小进行内部FIF0(FIF0表示“先进先出”)，帧按序通过该内部FIFO，由此待传输的lbit实际上已经被用户端接收。这通过传输时钟中的最大变化和用户端数量而延长了该帧通过整个网络的传输时间。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的可认为是提供用于运行通信网络的用户端的改进方法，该方法克服了这些已知缺点，并减少了帧通过用户端的传输时间。
[0004]因此，本发明的目的可认为是提供用于通信网络的对应用户端。
[0005]此外，本发明的目的可认为是提供通信网络。
[0006]本发明的目的还可认为是定义相应的计算机程序。
[0007]这些目的由相应的独立权利要求的主题实现了。相应的从属权利要求的主题包括本发明的有利实施例。
[0008]根据一个方面，提供了一种用于运行通信网络的用户端的方法，其包括以下步骤:在第一循环中，
[0009]-所述用户端通过所述通信网络接收参考时间，
[0010]-基于所接收的参考时间校正所述用户端的局域时间，以及[0011 ]-基于所校正的局域时钟确定传输时钟。
[0012]根据另一方面，提供了用于通信网络的用户端，其包括:
[0013]-通信接口，用于通过所述通信网络接收第一循环中的参考时间；
[0014]-局域时钟；
[0015]控制器，用于基于所接收的参考时间校正第一循环中的所述局域时钟；以及
[0016]-确定单元，用于基于所校正的局域时钟确定第一循环中的传输时钟。
[0017]根据另一方面，提供了一种通信网络，其包括根据本发明的用于通信网络的两个用户端，这两个用户端直接前后连接，以使其中一个用户端可从另一个用户端以所述另一个用户端的传输速率接收帧，并且可以以其传输速率传输基于接收的帧所确定的经处理的帧。
[0018]根据另一方面，提供了一种计算机程序，其包括程序代码，用于当在计算机上(例如在用户端处)执行所述计算机程序时实施用于运行通信网络的用户端的方法。
[0019]因此，本发明特别包括基于参考时间来校正用户端的局域时间的理念。这具有这样的有利效果，即，可将局域时钟与主时钟同步，所述主时钟提供了参考时间。因此，经校正的时钟与主时钟同步。因此，有利地，由此类似地通过局域时钟使传输时钟与主时钟同步。因此有利地，可针对按照根据本发明的方法运行的用户端确定标准传输时钟。因此，这特别意味着，这些用户端具有标准的传输时钟。这是因为使用户端所对应的局域时钟与主时钟同步，并因此具有相同的局域时钟时间。因为基于特定用户端的局域时钟确定了特定用户端的传输时钟，所以这些用户端具有公共传输时钟或标准传输时钟。因此，这特别意味着，可减小或者甚至完全消除已知的现有技术中可能发生的变化。因此，与已知的现有技术相比，减小了通过用户端并且特别通过通信网络的帧的传输时间。特别地，有利地，可常常省去FIFO存储器，或者使可能存在的FIFO存储器具有比已知的现有技术更小的存储大小。有利地，这可减小所需的存储容量。
[0020]根据一个实施例，参考时间可由主时钟提供。因此，优选提供主时钟以提供参考时间。例如，可将这样的主时钟集成于或实施于通信网络的用户端中。
[0021]基于所接收的参考时间校正用户端的局域时钟特别具有这样的效果，S卩，使局域时钟与主时钟同步。因此，局域时钟与主时钟同步运行，所述同步运行通常在一定的容差限制内，例如，可实现比Ippm更好的精确度。根据与在说明书的引言部分中进行的已知现有技术有关的计算，因此可省去内部FIFO存储器，而结果是没有增加该帧通过用户端的传输时间。这是因为可达到比Ippm更好的精确度。
[0022]根据一个实施例，所述校正涉及确定增量值，将其用作增加局域时钟的基础。
[0023]增加的值可特别地被称为增量。因此，具体地局域时钟的内部计数器在增量。因此，这特别意味着，如果局域时钟比主时钟更快或更慢，即，超前于或落后于主时钟，则可根据具体情况确定合适的值，即，增量值，以补偿或校正慢运行或快运行。
[0024]根据另一个实施例，将在时间上先于第一循环的第二循环中确定的传输时钟与第一循环中接收的参考时间进行比较，其中基于所述比较来确定增量值。因此，有利地，可使用更早的传输时钟来进行比较。第一循环可优选立即紧接于第二循环。这具有特别简单的校正的有利效果。
[0025]在另一个实施例中，评价所述校正的质量，其中根据所评价的品质来设置所述用户端的FIFO存储器的等待时间，所述FIFO存储器设置为用于存储接收的帧。
[0026]等待时间定义了接收帧(“先进”)和传输该帧(“先出”)的延时。因此，特别地，这意味着，得益于FIFO存储器，仍然可补偿在校正后可能偶然存在的局域时钟与主时钟之间的任何差异。然而，对于该情况，足以选择小于当必须将最大变化纳入考虑时(如在已知的现有技术的情况下)所需的FIFO的等待时间。因此，即使当存在FIFO存储器时，该帧通过用户端的传输时间仍然比已知的现有技术短。这是因为，在这种情况下FIFO存储器的等待时间必须将最大可能变化纳入考虑。
[0027]在另一个实施例中，评价所述质量涉及将用户端的传输速率与通信网络下一用户端的传输速率进行比较，基于该比较设置等待时间。这两个用户端可优选直接前后连接。
[0028]因此，可根据各自用户端的两个传输速率之间的匹配来选择等待时间。因此，可补偿即使在校正各自用户端的局域时钟后仍然存在的传输速率的任何差异。但是，不必选择如已知的现有技术那么高的等待时间。这是因为，在这种情况下，必须设置等待时间以能够补偿最大可能变化。因此，即使当存在FIFO存储器时，根据本发明减少了帧通过这两个用户端的传输时间。
[0029]在另一个实施例中，循环周期由来自所述用户端的时钟源的计时时钟定义。
[0030]因此，优选地，所述时钟源定义时钟循环。所述时钟源可优选包括晶体和/或PLL，其中缩写“PLL”表示“锁相环”。因此，这特别意味着，在每个循环都执行增加。特别地，这意味着，在每个循环中，局域时钟都由增量值进行增加。所述时钟循环与所述循环对应。
[0031]根据另一个实施例，该确定涉及从一组增量值中选择增量值。
[0032]这可具有这样的有利效果，S卩，特别容易地确定增量值。因此，特别地根据局域时钟是运行得比参考时间更快还是更慢(即，落后于参考时间)来进行选择，换言之，根据局域时钟运行得比主时钟更快还是更慢来进行选择。
[0033]根据一个实施例，所述控制器被设计成处于校正的目的来确定增量值以及基于所确定的增量值来对局域时钟进行增加。
[0034]在另一个实施例中，所述控制器被设计成将在时间上先于第一循环的第二循环中确定的传输时钟与第一循环中接收的参考时间进行比较，并基于所述比较来确定增量值。可用例如比较器来执行所述比较。所述比较器优选是所述控制器的一部分。
[0035]在另一个实施例中，提供了FIFO存储器用于存储接收的帧，其中可根据评价的所述校正的质量来设置所述FIFO存储器的等待时间。所述质量可例如由所述控制器来评价。例如，可提供质量评价器。所述质量评价器可优选为所述控制器的一部分。所述等待时间可例如由所述控制器设置。
[0036]在另一个实施例中，所述等待时间可基于将所述用户端的传输速率与所述通信网络的下一用户端的传输速率进行比较来设置。所述质量评价器可优选执行该比较。所述等待时间可例如由所述控制器设置。
[0037]在另一个实施例中，设置有时钟源，用于基于来自所述时钟源的时钟循环定义时钟周期。所述时钟源优选被设计成定义时钟循环。时钟循