[发明专利]一种异步低延时时间敏感数据处理方法

说明书

本发明提出了一种异步低延时时间敏感数据处理方法，数据的处理方式兼容之前的时间同步的处理机制，可以依据实际的应用场景选择是时间同步配置还是一部配置，提高了时间敏感网络的兼容性；通过在数据处理机制中的双通道数据处理方式，对非时间敏感的数据直接按照QoS机制进行传输，提高带宽的利用率，解决了时间同步触发数据传输式的带宽资源浪费问题；端口参数表格的数据和变量将会被所有与接受端口关联的异步整形器共享。从而实现整个网络的数据传输路径和调度配置。有利于实现大规模网络化设备的组网。

技术领域

本发明涉及工业控制系统的时间敏感网络技术领域，特别涉及一种异步低延时时间敏感数据处理方法。

背景技术

本发明主要是针对工业控制系统的低延时数据的异步整形处理的技术和方法，适用于高可靠性时间敏感网络域，提高数据传输的准确性和实时性以及网络的健壮性。

对于当今工业化技术的发展，对设备的效率、低延时高可靠的通信网络和确定性数据传输提出了更高的要求。随着IIoT的发展和大规模化设备的数据涌入，网络的流量和带宽问题变得越来越突出。工业自动化网络始终存在着数据高实时传输的要求，但是随着现场层接入的不同类型的设备越来越多，可用网络带宽和不同流量类型共存成为工厂骨干网络上的一个重要问题。当时间敏感型流量和普通型流量共享相同的网络基础设施时，标准以太网就无法提供可靠的实时保证。

为了解决工业化网络发展的技术瓶颈，目前正在使用的时间敏感网络旨在通过容错机制以及时间关键型流量和背景流量的共存方法，提高标准以太网的可靠性。

在大规模化网络中，每跳时延可分为链路传播时延、交换机处理时延、出端口排队时延三部分，而端到端时延为逐跳时延求和。链路时延和处理时延基本为固定值，所以减少时延必须要减少排队时延，先通过优先级属性配置将时间敏感流和尽力而为流分开传输，再从时间上（划分时隙）或空间上（规划路由）将不同优先级的时间敏感流隔开。

在时间敏感网络领域中，不同类型的整形器在实施流量调度方面表现良好，但是该调度方法对网络域具有严格的时间同步要求，特别是对时钟同步精度要求很高的跨越时间敏感域，但是这种跨域的方式增加了网络的复杂性，同时对时间敏感网络域的可靠性也提出了较高的要求。如果有任何同步的时钟对齐发生偏差，或者时钟同步信息的信号帧发生倾斜或漂移，时钟的不准确和丢失同步时钟帧会导致最佳主时钟将不准确的主时钟信息同步到其他下游域中的设备。

随着工业化网络大规模的设备接入，时钟同步的复杂性也在增加，网络链路上得时钟同步偏差也越来越大。为了解决大规模化网络的时钟同步复杂性以及可靠性问题，该方法提供了一套兼容性的流量调度方法而不需要严格的时间同步。又进一步优化那些对于时间同步非严苛任务的带宽利用。

SDU: service data unit业务数据单元，是指该装置处理的时间敏感数据帧。

CBS: 承诺突发尺寸Committed Burst Size，CBS； 承诺突发尺寸突发尺寸，令牌桶的容量，即每次突发所允许的最大的流量尺寸。设置的突发尺寸必须大于最大报文长度。是指在网络端口遇到突发情况时，允许最大网络流量突发的大小，由用户根据控制的信息流进行定义。

承诺信息速率CIR: 承诺信息速率，Committed Information Rate, CIR；每秒端口队列可允许通过的数据速率，由用户根据控制的信息流进行定义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异步低延时时间敏感数据处理方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：