[发明专利]在面向包的通讯网络中传输数据的方法和在通讯网络中相应设置的用户设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在面向包的通讯网络中传输数据的方法，其中通讯网络具有在通讯网络中、特别是在机动车辆的通讯网络中的数据包的有保障的最大传输时间。在该方法的范畴内提出，在数据传输前，借助从数据发送器到一个或多个数据接收器的预留询问来预定确定的服务质量，其中该预留询问作为所要求的服务质量的参数特别包括数据流的数据传输率和延迟，除此之外也可能包括另外的参数。

背景技术

在也被简称为网络的通讯网络中传输时间临界的数据时，延迟和传输时间在刚好扮演了重要的角色，在该通讯网络中，涉及了根据以太网传输协议的以太网络。随着关注的增加，在这一点上，也对在机动车辆中使用的新的以太网AVB标准(IEEE 802.1BA)进行研究，其与标准以太网传输协议不同地能够确保对数据包的最大传输时间的保障。

能够利用IEEE 1722-传输协议或者IEEE 1733-传输协议来传输以太网AVB数据，其中以太网AVB网络也被称为AVB-云，在其内部给出该保障。在标准以太网AVB配置的范畴中，允许两个被称为发送器和接收器的网络节点彼此分开最多7个跳地位于这样的AVB-云的内部，在这两个网络节点之间交换数据。在此，在通讯网络中从一个用户设备到下一个用户设备的数据流的传输被称为跳(Hop)，其中，用户设备不仅能够是数据流的发送器和接收器，也能够是被称为交换机的缓存器，该缓存器接收、缓存数据流，并且为了传输到实际的接收器而再次发出数据流，其中当然每个跳都花费传输时间。出于这种原因，在以太网AVB标准内部直到最终接收器，允许最多7个这种中间传输。

在经由特别的通讯连接、也被称为通讯路由或路径来传输数据之前，借助于从发送器出发到接收器的预留询问来预定通讯连接的确定的服务质量、特别是其延迟和数据传输率。对此，在以太网AVB标准的范畴中，通过IEEE 802.1Qat协议将所谓的MSRP-消息(Multiple Stream Reservation Protocol)从也被称为Talker的发送器经由最多6个交换机、即7个跳传输给也被称为Listener的接收器。这种也被称为信令消息的预留询问除了包含对于数据流的数据传输率的参数之外，还包含所谓的AVB等级或者QoS等级，其中，在以太网AVB标准的范畴中设置两个等级(等级A和等级B)。等级A保障了从发送器到接收器的2ms的最大传输时间(延时(Latenz))。与此相对，等级B保障了50ms的最大传输时间。另外的等级目前在该标准中没有进行设置。

所发出的预留询问经由交换机传输直至接收器，该接收器处理预留询问，并且在通过检查的情况下进行确认。然后，预留询问的确认从发送器经由这些交换机传回给接收器，该接收器因此根据在预留询问所要求的服务质量发出数据。

取决于AVB等级，在用于数据传输的数据包中的实际数据在数据包的头(Header)中与应用时间(Presentationtime)相关联并且一同传输，该应用时间根据等级包含在同步的AVB-以太网-通讯网络中确定的时间，在该时间接收器允许评估该数据。在此，考虑到根据等级确定的最大传输时间，从而作为应用时间通常给出当前系统时间加上根据AVB等级的最大传输时间、即对于等级A为2ms或者对于等级B为50ms。由此，当网络的多个用户设备需要同步运行时，在同步的通讯网络中实现了能够同时应用所有通过AVB-云内部的设备所接收的数据。

因为根据网络的拓扑结构和通讯连接的长度、即特别是跳的数量，不同的用户设备在不同的时间接收数据包，所以必须内部缓存数据直到在应用时间的预设应用，这根据数据类型需要在通讯网络的用户设备中的不容忽视的存储器。因为不同于典型的IT领域中的产品，就在汽车网络中使用时，应使用在成本上最优的用户设备，所以用户设备中必须的大存储器使得该设备非必要地昂贵。

在该网络范畴中的另一个成本问题是交换机的通讯网络性能，这些交换机接收、缓存并且再次发出数据流。在此，在交换机中设置被称为队列的处理堆栈，将这些数据调整到该处理堆栈中，并且为了再次发出而依次处理这些数据。为了实现数据的不同优先级，在交换机中大多设置多个、经常是四个不同优先权的各种队列，这些队列在施加数据的情况下获得不同的多个发送时间，从而将具有高优先权的队列中的数据比具有低优先权中的数据更快速地发出。基于通过以太网AVB标准保障的最大传输时间，在以太网AVB标准范畴中处理的数据大多出现在具有高优先权的队列中，因此在其他数据之前优选地处理这些数据。然而在此，并不考虑网络拓扑结构和特别是发送器和接收器在网络中的位置，特别地，该发送器和接收器能够相互距离不同数量的跳。