[发明专利]用于在将数据从发送器传输到至少一个接收器时识别错误的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在将数据从发送器传输到至少一个接收器时识别错误的方法，和一种用于在将数据从发送器传输到至少一个接收器时识别错误的系统。

背景技术

本发明涉及故障安全通信的技术领域，所述故障安全通信此外用于在工业过程自动化或生产自动化中的现场设备、控制部件和类似装置之间的通信。这种也称作F通信的故障安全通信尤其用在安全相关的应用中，尤其是在通信中的错误能够对人类、动物或财产造成危害的情况下使用。

为了在上述技术领域中进行故障安全通信，在现有技术中使用尤其受保护的分组交换数据传输(paketvermittelte Datenübertragung)，尤其是PROFIsafe协议。在此，在随后也称作“故障安全的数据处理单元”(F-PDU)的“故障安全”的数据包(PDU＝数据处理单元)中使用附加的校验值(校验和、校验总和、签名)，其中在低层的标准通信层(以太网、工业以太网、PROFInet等)的协议中已经设有校验和(FCS-Frame Check Sequence，帧校验序列)等，所述校验和允许识别传输错误。

在所述“低层的”协议层中、即在提到的F通信的数据链路层(Sicherungsschicht)之外的地址错误或路由错误导致数据包(F-PDU)传送给错误的接收器。在该情况下，在发送器中用于计算签名(FCS)的地址不匹配于接收器的期望值。只要签名(FCS)的长度至少与用于生成签名的地址位的数量一样长，那么可靠地识别出所谓的“突发错误(Bündelfehler)”，因为具有适当的算法的签名生成能够可靠地识别出具有小于签名(FCS)的长度的长度的全部突发错误。

在F通信中传送低层的通信的数据包(帧)的有效数据范围中的安全定向的数据包、即所谓的F-PDU；也称为“containering”。

在此，必须为每个安全相关的数据处理单元(F-PDU)不仅证实处理数据完整性(也就是说，未损坏性)，而且也证实地址正确性。对这两个特征的检查如所提及的那样在附加的数据链路层中进行，所述数据链路层在底层的标准协议之上实现。所述数据链路层因此建立在所描述的分层的可靠的标准通信连接上，仅必须监控所述标准通信连接的正确的工作原理。为了这个目的，在现有技术中，全部的安全相关的数据处理单元(F-PDU)设有附加的签名(F-CRC-Failsafe Cyclic Redundancy Check，故障安全的循环冗余校验)，所述签名例如借助于已知的“循环冗余校验”法(CRC)来计算。在接收器中的否定的检查的情况下，丢弃F-PDU并且关闭系统或者切换到其他的安全状态中。

在签名(F-CRC)中也包含F-数据包(F-PDU)的源地址和/或目标地址(F-地址)以及当前的序列号(F-序列号)；F地址通常不与底层的标准通信地址的数据包的地址相同。在后一地址例如是参与通信的设备的IP地址或者至少包含所述IP地址时，F地址通常涉及设备的安全定向的应用的逻辑过程或逻辑单元等。

对F签名(F-CRC)重要的数据、即F地址和F序列号是所谓的“a-priori-Informationen，先验信息”，即是对发送器和接收器在每个时刻已知的数据。因此，这些数据、即包含在校验值(F-CRC)中的F地址和F序列号不必显式地发送并且因此不强制为数据包(F-PDU)的组成部分。

已经证实的是，在隐式保护地址的情况下传输消息(F-PDU)或签名(F-CRC)时出现的附加的错误(“数据损坏”)在特定的情况下可能引起错误的不可识别性。在此，用于说明在地址中这种错误不可被识别出的概率的漏检错误概率取决于所谓的“错误模式”，所述错误模式通过地址错误产生。地址错误的错误模式又取决于地址的分配和其他的配置设定。因此，这并非是随机的，而是偶然的甚至在系统的整个使用寿命期间恒定的，例如尤其当地址在系统的使用寿命期间没有改变时如此。换言之：根据所应用的地址，在不利的情况下，识别出地址错误的概率与统计学地为错误识别法预测的相比明显更差。因此，结合在工业通信中地址通常恒定的事实，常常不能够遵守所要求的漏检错误概率。

发明内容

本发明的目的是，尤其在传输多个具有相同的F地址的数据包时，减小漏检错误概率的统计平均值，尤其是在下述情况下：在所述情况中，不利地分配在系统中应用的地址而引起各个数据包的较差的漏检错误概率。