[发明专利]一种EtherCAT与TSN网络互通的实现方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种EtherCAT与TSN网络互通的实现方法及装置，方法包括：将EtherCAT网络域和TSN网络域进行时钟同步；将所述EtherCAT网络域的报文和所述TSN网络域的报文相互映射到对方的网络域中，以实现EtherCAT与TSN网络互通。本发明实施例提供的一种EtherCAT与TSN网络互通的实现方法及装置，通过将EtherCAT网络域和TSN网络域的时钟同步和业务相互映射，实现EtherCAT网络域和TSN网络域的有机融合，从而实现运营技术OT和通讯技术CT网络的互联互通。

技术领域

本发明涉及工业互联网技术领域，尤其涉及一种EtherCAT与TSN网络互通的实现方法及装置。

背景技术

在工业或嵌入式应用领域，有多个实时以太网实现可用，虽然它们在功能上类似，但是，每一种的实现方式都与其他实现充分不同，以致于它们不能彼此互相操作。常见的实现方式例如：PROFINET、EtherCAT、Powerlink等。

其中EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种基于以太网的开发构架的实时工业现场总线通讯协议。EtherCAT的出现为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准。EtherCAT具有高性能、拓扑结构灵活、应用容易、低成本、高精度设备同步、可选线缆冗余和功能性安全协议、热插拔等特点，在工业实时控制领域得到了广泛的应用。但是由于EtherCAT并非是标准以太网，虽然在满足机器运动控制等方面已经绰绰有余，但在易用性、互操作性、带宽和设备成本上都存在一些不足，特别是当前大数据和云计算等进入工业控制领域、要求信息技术IT和运营技术OT融合的背景下，不仅要保证大数据传输，而且要保证传输的实时性和确定性，这时EtherCAT实时以太网协议就会显得更加力不从心。为此，许多工业供应商、IT厂商和芯片提供商加入IEEE 802标准委员会，共同更新标准以太网协议，并为工业应用的时间敏感型数据制定了低延迟数据传输标准。这个新标准就称为时间敏感网络(Time-Sensitive Networking，TSN)，旨在解决现有网络的一些缺点。TSN是IEEE 802.1工作组的时间敏感网络任务组开发的一套标准，基于标准的非确定性以太网络，通过时间同步、流量整形和带宽预留等技术，提供确定性的报文传输，保障了网络的低时延、确定性时延以及可靠性等。每一种实现使用的媒体访问控制(MAC)层的实现被自定义以支持其自己的专有协议。现有技术中尚没有一种方法能够定义这些现有的专有技术如何可以与标准IEEE802.1以太网技术共存并且相互操作。

因此，现在亟需一种EtherCAT与TSN网络互通的实现方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种EtherCAT与TSN网络互通的实现方法及装置。

第一方面本发明实施例提供一种EtherCAT与TSN网络互通的实现方法，包括：

将EtherCAT网络域和TSN网络域进行时钟同步；

将所述EtherCAT网络域的报文和所述TSN网络域的报文相互映射到对方的网络域中，以实现EtherCAT与TSN网络互通。

其中，所述将EtherCAT网络域和TSN网络域进行时钟同步，包括：

将所述TSN网络域主时钟作为所述EtherCAT网络域主时钟；

由所述EtherCAT网络域的主站EtherCAT Master与从站EtherCAT Slave的交互数据中，计算各个EtherCAT Slave的时钟偏移误差和时钟延时误差；

根据所述各个EtherCAT Slave的时钟偏移误差和时钟延时误差，计算本地时钟偏移量；

基于所述本地时钟偏移量，进行时钟偏移补偿，以同步于所述EtherCAT网络域主时钟。