用于在基于以太网的网络中进行时间同步的方法技术

一种用于在基于以太网的网络中进行时间同步的方法，具有主网络用户、第一段和第二段，其中，每个所述段具有至少一个网络用户，其中，所述第二段通过布置在所述第一段中的第一网络分配器连接到所述第一段，包括以下步骤：通过所述主网络用户发送寻址到所述第二段的同步报文，其中所述同步报文具有第一类型，通过所述第一网络分配器接收所述同步报文，通过所述第一网络分配器将所述同步报文转换为第二类型，通过所述第一网络分配器将所述同步报文转发给所述第二段的网络用户，通过所述第二段的网络用户读出存储在所述同步报文中的同步值，以及使用所述同步值匹配所述第二段的所述网络用户的本地系统时间的进程。网络用户的本地系统时间的进程。网络用户的本地系统时间的进程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在基于以太网的网络中进行时间同步的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于在基于以太网的网络中进行时间同步的方法。

技术介绍

[0002]本专利申请要求德国专利申请DE 10 2019 125 527.9的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
[0003]数据网络由现有技术已知。现有技术的有线数据网络通常基于以太网标准。在前述术语“工业以太网”下，在现有技术中已知的是，使用以太网数据网络来联网工业制造和自动化技术中的设备。这样的数据网络例如可以基于EtherCAT标准。这种数据网络也可以称为现场总线。
[0004]对于某些控制任务，参与该控制任务并通过现场总线联网的所有设备必须使用相同的时间。例如，可能要求各个设备的时间相差最多1μs。为了确保这一点，已知在现场总线中执行循环时间同步。
[0005]DE 10 2017 125 086 A1描述了一种具有主用户和至少一个从用户的通信网络。主用户和从用户之间的数据交换以报文的形式进行。将由从用户发送到主用户的报文分别分配有控制数据，所述控制数据包含转发时间信息，所述转发时间信息关于何时应向具有主用户的第一网段输出相应的报文，其中，所述转发时间信息由主用户确定。
[0006]US 2018/0013508 A1描述了一种用于在网络中运行定时器的方法。该方法包括通过定时器发送时间信号、通过定时器接收时间信号以及从时间信号中获得相位和频率信息的步骤。

技术实现思路

[0007]本专利技术的任务是，提供一种用于在基于以太网的网络中进行时间同步的方法。该任务通过具有独立权利要求的特征的方法来解决。在从属权利要求中给出了不同的扩展方案。
[0008]一种用于在基于以太网的网络中进行时间同步的方法，所述网络具有主网络用户、第一段和第二段，其中，每个段具有至少一个网络用户，其中，所述第二段通过布置在所述第一段中的第一网络分配器连接到所述第一段，所述方法包括以下步骤：
[0009]通过所述主网络用户发送寻址到所述第二段的同步报文，其中，所述同步报文具有第一类型，
[0010]通过所述第一网络分配器接收所述同步报文，
[0011]通过所述第一网络分配器将所述同步报文转换为第二类型，
[0012]通过所述第一网络分配器将所述同步报文转发给所述第二段的网络用户，
[0013]通过所述第二段的网络用户读出存储在所述同步报文中的同步值，以及
[0014]在使用所述同步值的情况下匹配所述第二段的所述网络用户的本地系统时间的进程。
[0015]有利地，该方法允许在具有多个段的基于以太网的网络中执行时间同步，其中，并非所有报文总是通过所有段的所有网络用户。这通过该方法通过以下方式实现：主网络用户为了第二段的网络用户的时间同步而发送明确寻址到第二段的同步报文。通过发送具有第一类型的同步报文并且仅通过第一网络分配器将其转换为第二类型，可以有利地实现：基于以太网的网络的未参与的网络用户不关注同步报文。
[0016]由于第二段的网络用户使用随着同步报文一起通知给该网络用户的同步值，以便匹配其本地系统时间的进程，因此可以有利地实现：第二段的网络用户的本地系统时间与网络其余部分的系统时间保持同步。这相应地也适用于第二段的可能的另外的网络用户。
[0017]相应地，该方法也可以针对网络的通过布置在第一段中的网络分配器与第一段连接的另外的段来执行。
[0018]在该方法的一个实施方式中，该网络具有第三段，该第三段通过布置在第二段中的第二网络分配器连接到第二段。在这种情况下，该方法包括另外的步骤：通过主网络用户发送寻址到第三段的另一同步报文，其中，所述另一同步报文具有第一类型；通过第二网络分配器接收所述另一同步报文；通过第二网络分配器将所述另一同步报文转换为第二类型，通过第二网络分配器将所述另一同步报文转发到第三段的网络用户；通过第三段的网络用户读出存储在所述另一同步报文中的另一同步值；以及在使用所述另一同步值的情况下匹配第三段的网络用户的本地系统时间的进程。
[0019]有利地，该方法也能够实现网络的布置在第三段中的网络用户的时间同步，并且相应地也能够实现布置在网络的布置在第二段或其他段之后的其他段中的网络用户的时间同步。该方法能够通过以下方式实现这一点：主网络用户发送明确地寻址到第三段的另一同步报文。第三段的网络用户使用利用该另一同步报文通知的另一同步值，以便匹配其本地系统时间的进程。第三段的可能的另外的网络用户类似地进行。由此实现，第三段的网络用户的和第三段的可能的另外的网络用户的本地系统时间保持与网络其余部分的系统时间同步。
[0020]由于主网络用户发送具有第一类型的另一同步报文并且第二网络分配器仅将该另一同步报文转换为第二类型，因此可以实现：该另一同步报文未指向的网络的网络用户不关注该另一同步报文。在此，通过第二网络分配器将另一同步报文转换为第二类型，确保了第三段的网络用户关注另一同步报文。
[0021]在该方法的一个实施方式中，在由第一网络分配器接收到同步报文之后，执行另一步骤：通过第一网络分配器将第一网络分配器的时间信息作为同步值插入到同步报文中。因此，在所述方法的该变型方案中，第一网络分配器的时间信息被用作用于网络的第二段的网络用户的时间同步的同步值。相应地，为了网络的布置在该网络的与第一段连接的其他段中的网络用户的时间同步，分别使用网络分配器的时间信息，相应的段通过该时间信息与第一段连接。
[0022]在该方法的一个实施方式中，第一网络分配器的时间信息由第一网络分配器的本地时间和存储在第一网络分配器中的时间差形成。在这种情况下，存储在第一网络分配器中的时间差可以指示：第一网络分配器的本地时间与网络的第一段的参考时间偏差的值是多少。第一网络分配器的本地时间的进程可以在其方面经受循环时间同步。
[0023]在该方法的另一实施方式中，第一网络分配器的时间信息由第一段的系统时间的
在先前的同步过程期间获得的值和自获得第一段的系统时间的该值以来第一网络分配器的本地时间的时间进展形成。有利地，在该变型方案中，第一网络分配器的时间信息可以具有与第一段的系统时间的甚至更高的一致性。
[0024]在该方法的一个实施方式中，该方法包括另一步骤：通过第二网络分配器将第二网络分配器的时间信息作为另一同步值插入到另一同步报文中。由此有利地实现：布置在网络的第三段中的网络用户利用第二网络分配器的时间信息来进行时间同步。在此，第二网络分配器的时间信息可以类似于第一网络分配器的时间信息来形成。
[0025]在该方法的一个替代实施方式中，在由第一网络分配器接收同步报文之前，执行另一步骤：通过参考定时器将参考时间作为同步值插入到同步报文中。在由第一网络分配器接收到同步报文之后，执行另一步骤：将存储在同步报文中的同步值增加一个对于通过第一网络分配器转发同步报文所需的、经过第一网络分配器的第一传输时间。在所述方法的该实施方式中，为了第二段的网络用户的时间同步，使用由参考定时器作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在基于以太网的网络(1)中进行时间同步的方法，其中，所述网络(1)具有主网络用户(99)、第一段(10)和第二段(20)，其中，每个段(10，20)具有至少一个网络用户(100)，其中，所述第二段(20)通过布置在所述第一段(10)中的第一网络分配器(201)连接到所述第一段(10)，其中，所述方法包括以下步骤：
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通过所述主网络用户(99)发送寻址到所述第二段(20)的同步报文(402)，其中，所述同步报文(402)具有第一类型；
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通过所述第一网络分配器(201)接收所述同步报文(402)；
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通过所述第一网络分配器(201)将所述同步报文(402)转换为第二类型；
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通过所述第一网络分配器(201)将所述同步报文(402)转发给所述第二段(20)的网络用户(121)；
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通过所述第二段(20)的网络用户(121)读出存储在所述同步报文(402)中的同步值(412)；
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在使用所述同步值(412)的情况下匹配所述第二段(20)的所述网络用户(121)的本地系统时间(340)的进程。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络(1)具有第三段(30)，其中，所述第三段(30)通过布置在所述第二段(20)中的第二网络分配器(203)与所述第二段(20)连接，其中，所述方法包括以下另外的步骤：
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通过所述主网络用户(99)发送寻址到所述第三段(30)的另一同步报文(403)，其中，所述另一同步报文(403)具有所述第一类型；
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通过所述第二网络分配器(203)接收所述另一同步报文(403)；
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通过所述第二网络分配器(203)将所述另一同步报文(403)转换为所述第二类型；
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通过所述第二网络分配器(203)将所述另一同步报文(403)转发给所述第三段(30)的网络用户(131)；
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通过所述第三段(30)的所述网络用户(131)读出存储在所述另一同步报文(403)中的另一同步值(413)；
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在使用所述另一同步值(413)的情况下匹配所述第三段(30)的所述网络用户(131)的本地系统时间(340)的进程。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，在由所述第一网络分配器(201)接收到所述同步报文(402)之后，执行以下另一步骤：
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通过所述第一网络分配器(201)将所述第一网络分配器(201)的时间信息(340，350)作为同步值(412)插入到所述同步报文(402)中。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一网络分配器(201)的所述时间信息(340)由所述第一网络分配器(201)的本地时间(310)和存储在所述第一网络分配器(201)中的时间差(320)形成。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一网络分配器(201)的所述时间信息(350)由所述第一段(10)的所述系统时间的、在先前的同步过程期间所获得的值(411)和自获得所述第一段(10)的所述系统时间的所述值(411)以来所述第一网络分配器(201)的本地时间(31...

【专利技术属性】
技术研发人员：豪格，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：