[发明专利]用于实现TSN流配置的系统和方法

说明书

本发明涉及用于实现时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的系统（100），所述系统包括：收集装置（10），所述收集装置（10）被配置成从TSN流配置的TSN交换机中收集资源利用信息；以及工具装置（20），所述工具装置（20）被配置成基于所收集的资源利用信息来提供TSN流路径计算，并且所述工具装置（20）被配置成基于所收集的资源利用信息在TSN网络中分配流路径并建立信道复用。

技术领域

本发明涉及用于时间敏感联网TSN的资源感知信道复用的系统和方法。

背景技术

在工业4.0概念IEEE中，时间敏感联网（TSN）用作用于新自动化系统的通信层。TSN机制在若干（也即将到来的）IEEE标准中被定义，其经由精确时间同步、QoS业务（traffic）保证和无缝冗余来实现决定。

TSN网络的关键组成部分是TSN桥，也称为交换机。TSN网络由连接的TSN交换机来建立，所述TSN交换机彼此严格同步，市场已经提供这样的交换机。这些交换机能够以时间协同的方式来管理业务。TSN功能性来源于以硬实时的方式来传送和接收数据。

每个TSN交换机具有精确的时钟，其不断地被调准到主时钟（专用、远程）。它还在每个TSN端口上具有八个队列的数据缓冲区（data buffer）。这些队列中的每一个提供指定优先级，所述指定优先级映射到八个QoS类别中的一个。

对于每个端口，存在调度，所述调度在特定时间周期性地打开或关闭队列持续特定时长。总的调度周期通常是那里所有周期的最小公倍数（common multiplier）。那些调度同步到时钟，并且因此同步到网络以及其它交换机上的队列。这允许通过整个网络为循环时间/临界数据配置不间断的数据传输“走廊（corridor）”，其保证最小通信时延和抖动（jitter）。

在自动化网络中，临界数据必须可靠地并且在最小时延和抖动的情况下传递。这个数据由不同的终端装置来产生和消耗，并且它通常在通过网络传递的同时，共享相同的物理链路。它还通常产生有不同的周期。当那些周期充分不同时，通过相同的物理链路来传递数据可能变得不可能，因为端口实时调度周期具有限制的可配置性。

发明内容

因此，具有改进的TSN流配置将是有利的，该改进的TSN流配置利用信道复用，以解决对具有不相容周期的TSN流的路径计算。本发明能够实现为在软件SW工具中实现的方法，所述软件SW工具允许具有改进的吞吐量利用的TSN流路径计算和/或配置。

本发明的目的利用独立权利要求的主题得到解决，其中另外的实施例并入从属权利要求中。

在第一方面中，提供有用于实现时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的系统，所述系统包括：收集装置，所述收集装置被配置成从TSN流配置的TSN交换机中收集资源利用信息；以及工具装置，所述工具装置被配置成基于所收集的资源利用信息来提供TSN流路径计算，并且所述工具装置被配置成基于所收集的资源利用信息在TSN网络中分配流路径并建立信道复用。

本发明有利地提供：TSN网络基于现有的以太网基础设施来操作，并且遵守某些操作规则。然而，对于工业使用，它可被配置在某些非传统模式中，例如，数据路径不一定使用现有的路由算法来配置。

现有的路由算法通常“简化”拓扑（例如，消除可能的环路）以有利于（in favorof）树形/星形拓扑。TSN具有用于冗余管理的专用技术（针对可靠性的帧复制和消除（FRER），IEEE 802.1CB），但是它在本发明的范围之外。

本发明的范围是使用复用信道对数据的有效路径分配。

在第二方面中，提供有方法。

作为方法的第一步骤，下列被执行：从TSN流配置的TSN交换机中收集资源利用信息。