[发明专利]在基于以太网的运载工具中网络中的调度帧的切换

说明书

本发明涉及在基于以太网的运载工具中网络中的调度帧的切换。为了在基于以太网的运载工具中网络（20）中切换进入的调度帧，其中，网络（20）包括配置成用于传输基于TAS的帧（F1、F2、F3）的至少一个桥（2、3、4、5），建议至少一个桥（2、3、4、5）检查进入的调度帧（F1、F2、F3）是否在撤销窗口的预定时间间隔（45）内到达，并且如果其已在撤销窗口内到达，则撤销帧（F1、F2、F3）。

技术领域

本发明涉及在基于以太网的运载工具中网络中的进入调度帧（scheduled frame）的切换，其中，网络提供时间感知流量整形（TAS）且包括配置成用于传输基于TAS的帧的至少一个桥。

背景技术

对于在运载工具中网络中获得极低的时延（latency）和时基抖动（jitter）数据传输的需要已经激发了基于以太网的时间感知整形器（IEEE 802.1 Qbv）的开发，该基于以太网的时间感知整形器当前由IEEE 802.1工作组限定。针对该开发的另一动机是对预测运载工具中的时间和安全重要的网络的时序行为的需要。

时间感知整形器（TAS）的一个目标是实现来自桥/开关中的队列的流量的确定调度。在没有TAS的情况下，任意高优先级流量（traffic）必须在队列存储器中等待调度，直到在出口端口（egress port）上的当前调度的帧已经被传输。这引入了额外的可变时延，这在时间敏感的流（调度的流量）的情形中，例如在工业和机动车网络中（其中，确定的时延是一种约束）是不可接受的。TAS要求针对每个出口端口上的队列中的每一个的调度机制，这意味着，每一个桥/开关均必须了解调度流量预期到达的时间，使得在这种特定时间窗口/时间间隙（slot）中，阻止更低优先级的流量传输。

这是为了确保调度流量在确定的延迟下从发送者通过所有网络节点转发至接收器。为了保护调度流量不干扰可以恰好开始传输的非调度流量，可要求防护频带（guardband），使得在调度流量的传输的开始不久之前，阻止从所有队列的传输。防护频带的大小取决于干扰帧的最大可能的大小。

TAS的主要特性中的一个是其保证端到端时延和时基抖动。然而，只要当网络的一部分，例如桥或发送装置不恰当地运转时，就可能不能保证时延和时基抖动。具体地，当相比于预期更迟地发送调度帧时，这可能导致一种状况，其中后续调度帧也相比于预期更迟地到达。而且，如果随后的帧发送得过晚，则总体误差可增大。例如如果存在在调度帧发送装置上运行的时间同步软件堆栈的功能异常，则可出现这些问题。甚至时间同步软件的重置也可引起这些结果。

发明内容

独立权利要求的方法和装置限定针对这种问题的解决方案。具体地，本发明的益处是改善要求极低时延和时基抖动的时间-和-安全重要的数据包的输送。因此其改善了运载工具中时间-和-安全重要的网络的可靠性和安全性。

根据本发明的一个方面，例如针对位于基于以太网的网络中的桥中的开关限定入口流量限制（ingress policing）构思，以便避免任何相当大的意外延迟，其否则将以不能接受的方式增大重要的调度帧的端到端时延和时基抖动。基本上，解决方案由检测在节点中相对于时间感知整形器的调度功能异常和及时撤销（drop）在错误的点处传输的任意调度帧组成，因此保护在正确的时刻传输的其它调度帧不发生意外的延迟。

附图说明

本发明的实施例以示例且不受限于附图中的图的方式图示，在附图中，同样的附图标记指示相似的元件，以及附图中：

图1示出在支持时间感知整形器的装置中的队列模型的概览；

图2示出在基于以太网的运载工具中网络中的调度帧的操纵的示例；

图3示出由位于不恰当地工作的终端装置中的时间感知整形器所引起的效果的示例；

图4给出本发明的一些基本构思的概览；

图5示出所建议的发明对于源于不恰当地工作的装置的调度帧的操纵的效果；