[发明专利]一种可用于实时传输的以太网通信方法

说明书

本发明提供一种可用于实时传输的以太网通信方法，该以太网包含多个平等并且具有相互通信连接的节点，每个节点具有用于进行数据传输的数据链路层，其传输的数据包括时间触发型数据和事件触发型数据，其特征在于：在数据链路层之上设置一个会话层，用于进行数据传输过程中节点之间的数据传输协调，会话层将通信时间分为持续时间相等并且循环重复的通信循环，每个通信循环均包括依次设置的一个静态段和一个动态段，静态段由多个时长相等并且具有不同编号的时隙构成，用于进行时间触发型数据的传输，动态段用于根据优先级进行事件触发型数据的传输，其中，每个时隙对应一个节点或一个时间触发型的数据传输任务。

技术领域

本发明涉及一种以太网通信方法，具体涉及一种可用于实时传输的以太网通信方法。

背景技术

以太网是目前应用最为广泛的一种局域网通信技术，经过40多年的发展，其传输介质不断改进，传输速率和效率均具有很大的提升。随着城域以太网论坛(MEF)不断将以太网技术作为交换技术和传输技术广泛应用于城域网建设，以太网已经不仅仅局限于局域网应用，而是能够更广泛地应用到城域网(MAN)和广域网(WAN)的领域。

现有技术的以太网数据传输多采用CSMA/CD介质访问控制机制，各个节点之间的传输冲突采用BEB算法进行处理，具有排队延迟的缺陷，使之无法在工业控制中得到有效的使用。因此，在工业控制中应用得较多的仍然是能够更好地实现实时、确定性通信的现场总线技术，或者是以太网与现场总线相结合的综合控制网络。

然而，与现场总线相比，以太网具有以下优点：(1)软硬件资源丰富，应用广泛，成本低廉；(2)通信速率高，比目前任何一种现场总线都快；(3)以太网支持多种传输介质、支持总线型和星型拓扑结构、易于与Internet连接，因此可扩展性强，能将工业控制网络的信息无缝集成，实现生产过程的远程监控、设备管理、软件维护和故障诊断。所以，改进以太网的通信方式，使以太网能够实现实时确定的通信，提升其实时性、确定性和通信可靠性已经成了目前以太网开发的迫切需求之一。

发明内容

为解决上述问题，提供一种能够实现实时通信的以太网，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种可用于实时传输的以太网通信方法，该以太网包含多个平等并且具有相互通信连接的节点，每个节点具有用于进行数据传输的数据链路层，其传输的数据包括时间触发型数据和事件触发型数据，其特征在于：在数据链路层之上设置一个会话层，用于进行数据传输过程中节点之间的数据传输协调，会话层将通信时间分为持续时间相等并且循环重复的通信循环，每个通信循环均包括依次设置的一个静态段和一个动态段，静态段由多个时长相等并且具有不同编号的时隙构成，用于进行时间触发型数据的传输，动态段用于根据优先级进行事件触发型数据的传输，其中，每个时隙对应一个节点或一个时间触发型的数据传输任务，会话层至少用于记录时隙编号、起止时间及每个时隙所对应的节点或数据传输任务。

本发明提供的可用于实时传输的以太网通信方法，还可以具有如下技术特征：其中，动态段由多个时长相等并且具有不同编号的微时隙构成，每个节点具有互不相同的优先级，当节点需要进行事件触发型数据的传输时，优先级最高的节点占用一定数量的微时隙进行事件触发型数据的传输，会话层还用于记录和收发微时隙的编号和起止时间、节点的优先级以及需要进行事件触发型数据传输的节点队列。

本发明提供的可用于实时传输的以太网通信方法，还可以具有如下技术特征：其中，当一个节点完成一次事件触发型数据传输时，该节点通过会话层发送一个结束报文，让下一个优先级的节点进行事件触发型数据的传输。

本发明提供的可用于实时传输的以太网通信方法，还可以具有如下技术特征：其中，静态段内的数据传输采用预定的固定带宽，动态段内的数据传输采用可变带宽。

本发明提供的可用于实时传输的以太网通信方法，还可以具有如下技术特征：其中，通信循环还包括一个设置在动态段之后的空闲段，该空闲段内所有的节点均不进行数据传输。